竞赛机器人多舵机控制方法的研究与实现.pdf

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1、竞赛机器人多舵机控制方法的研究与实现韩玉龙，等竞赛机器人多舵机控制方法的研究与实现ResearchandImplementationoftheMultipleSteeringEngineControlMethodforCompetitionRobot韩玉店赵磋中惠穹互欣然(南京师范大学电气与自动化工程学院，江苏南京210014)摘要：针对竞赛机器人中多舵机的运动控制，研究了以Atmegal28为主控芯片的多路舵机控制方法的设计与实现。通过单片机内部定时器匹配中断和分时复用的方法，实现了多路舵机精准的位置控制，并实时优化多路舵机的最小步长，满足了多路舵机的速度控制要求。设计了AVR的Bootlo

2、ader自引导程序，结合VisualBasic6．0开发了一款简易的多舵机可视化编程调试软件，实现了PC机与AVR之间数据通信、下载、更新动作库等功能。该软件被成功应用于中国机器人大赛中。关麓词：机器人多舵机单片机上位机PWM分时复用VB中圈分类号：TH一3；TP242文献标志码：ADOI：10．160864．cnki．issnl000—0380．201607012Abstract：Inviewofthemotioncontrolofmulti—steeringengineincompetitionrobots-thedesignandimplementationofthecontrolmet

3、hodwithAtmegal28聃themaincontrolchipa聆8tIldiedformulti—steeringengine．Wi山thefeaturesoftimermatchinginterruptandtimedivisionmultiplexi玎ginsidlechipcomputer。theprecisepositioncontrolofmulti—steeringensheisl'ealiged，andtheminimumsteplengthofmulti—steeringengineisoptimizedinrealtime-whichsatisfiesthespee

4、dcontrolformulti—steeringengine．TheBootloaderforAVRisdesigned-andthevisualizedprosImaminganddebugging80ftwa．reisdevelopedwithhelpofVisualBasic6．0tomeettherequirementsofimplementingfunctionsofdatacommunicationbetweenPCandAVR-downloadandupdateactionlibrary．Themethodhasbeen印phedinChinaRobocup．Keywords：

5、RobotMulti—steeringengineSinglechipUppercomputerPWMTimedivisionmultiplexingVIi0引言直流伺服电机，也称舵机，是一种位置控制伺服直流电机。舵机的控制信号实际上是一种脉冲宽度调制信号(pulsewidthmodulation，PWM)。对于中国机器人大赛中的具有10个自由度的自由体操机器人而言，10个舵机形成了体操机器人的10个不同运动关节，那么对于多舵机的控制就要产生多路独立的PWM信号u。J。利用AVR单片机内部定时器匹配中断和分时复用的方法，通过单片机普通的数字I／O口，实现了多路脉宽可调的PWM波形输出，且精度高

6、H]、成本低、性能稳定口]。结合自由体操机器人的动作要求，设计了一款竞赛机器人控制系统电路，以及基于VisualBasic6．0的简易编程调试软件。1竞赛机器人控制系统电路设计AVR单片机控制系统普遍应用于中国机器人大赛的自由体操机器人的比赛项目中。要完成比赛项目，首先必须通过AVR单片机产生10路PWM周期信号，其次还要确保脉宽随时可控可调。针对方波的畸变，增加了光耦抗干扰电路设计，使得输出的PWM精准、可靠性高；结合现场比赛规则和AVR单片机的特点，设计使用RS-232接口实现下位机与上位机的通信。竞赛型机器人控制器的硬件均采用模块化和功能化的结构设计方法。控制系统框图如图1所示。修改稿收

7、到日期：2015—12—29。第一作者韩玉龙(19曲一)，男，现为南京师范大学控制理论与控制图1控制系统框图工程专业在读硕士研究生；主要从事机器人控制方向的研究。Fig．1Blockdiagramofthecontrolsystem46PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVoi．37No．7July2016竞赛机器人多舵机控制方法的研究与实现韩玉龙。等2电路设计2．1系