【硕士论文】基于DSP的移动机器人运动控制器的设计与分析.pdf

《【硕士论文】基于DSP的移动机器人运动控制器的设计与分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、硕．{：论文幕于DSP的移动机器人运动拎制器的设计1j分析摘要近年来，移动机器人应用范围越来越广泛，已经被用于人类生活的各个领域，而应用移动机器人完成侦查、排爆及消防等危险任务已经成为各国研究的重点。随着移动机器人的智能化程度越来越高，对机器人运动控制器的要求也在不断提高，这就要求控制器具有较好的实时性和快速响应能力。论文设计了一款全数字控制的移动机器人运动控制器，具有控制、功率驱动及各种保护等功能。运动控制器采用DSP作为主控芯片，设计了DSP控制器的硬件电路，这些电路包括DSP最小控制系统、电机驱动、电机电流检测、电机位置检

2、测及电机过压欠压保护，并对其主要电路进行了详细的分析。采用速度环及电流环的双闭环控制，对传统的PID控制进行了改进，采用了积分分离PID控制作为速度调节器的控制算法。在设计的硬件电路和控制算法基础之上，完成DSP控制器软件的设计。软件设计包括主程序设计及各种中断子程序设计。中断子程序又包括电机换相及速度计算子程序，PWM输出子程序，速度控制子程序等。为了验证整个控制系统和控制策略的合理性，在分析无刷直流电机数学模型的基础上，利用Matlab／Simulink建立了电机控制系统的仿真模型。通过仿真得到了与理论分析相一致的仿真试验结

3、果，证明了该控制方案的可行性。关键词：移动机器人，DSP，运动控制器，无刷直流电机，PWMAbstractInpresent，themobilerobothasbeenappliedmorewidely．Ithasbeenusedinallhumanlife．Ithasbecomethefocusstudytocompletethedangeroustaskssuchasinvestigation，removeexploderandfireprotectionwithmobilerobot．Wjththemobilerobot．

4、becomingmoreintelligent，therequirementsofmotioncontrollerhavebeenimprovedincreasingly．Itrequiresthecontrollerhasgoodreal-timeandrapidresponsecapacity．Thestudyhaddesignedamotioncontrollerofmobilerobotwithfullydigitalcontr01system．Ithadthefunctionofcontrol，powerdrivera

5、ndvariousoverloadprotection．ThemotioncontrollerusedaDSPchipasmaincommandchip．ThehardwarecircuitsofDSPcontrollerhadbeendesigned．ItincludedtheleastcontrolcircuitofDSP,thecircuitofmotordrive，checkcurrent，positiondetectionofmotor,over-voltageandunder-voltageprote．ction．T

6、hemaincircuitshadbeenanalyzeddetailedly．Themotioncontrollerhaddoubleclosedloopwhichwerespeedloopandcurrentloop．ThetraditionalPIDcontrolhadbeenimproved．TheintegralseparationPIDcontrolhadbeenusedinthespeedregulator．Onbaseofthehardwarecircuitsandthecontrolarithmetic，the

7、soRwaredesignoftheDSPcontrollerhadbeencompleted．Itincludedthemainprogramandvarioussubprogramofinterrupt．Thesubprogramincludedtheprogramofmotorcommutation，speedcalculation，PWMoutput，speedcontrolandSOon．InordertoV舐黟thewholecontrolsystemandthecontrolstrategy,asimulation

8、modelofmotorcontrolsystemhadbeenfoundedonbaseofBLDCMmathematicalmodelwithMatlab／Simulink．Theresultsofsimulationwereconsistentwithth