毕业设计（论文）-足球机器人的控制系统设计

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1、安徽建筑工业学院本科毕业设计（论文）安徽建筑工业学院毕业设计（论文）课题：足球机器人的控制系统设计专业：机械设计制造及其自动化班级：06城建机械1班学生姓名：学号：06290070119指导教师：2010年6月8日61安徽建筑工业学院本科毕业设计（论文）摘要本文主要介绍了对遥轮足球机器人运动控制算法的研究。首先，本文建立了四轮全向足球机器人运动学和动力学模型。通过对机器人运动学和动力学模型的分析，对其控制方程进行合理简化，提出了四轮全向足球机器人的运动控制算法。该算法可以对机器人同时完成或位置控制和速度控制，并且控制时

2、间最优。该算法分为两个部分：机器人速度轨迹生成算法和机器人速度轨迹跟随算法。机器人速度轨迹生成算法基于开关控制(又称bang—bang控制)原理，它根据机器人当前位置、当前速度、目标点位置和目标点速度，生成一条从“当前点”到“目标点”的时间最优的速度轨迹。机器人速度轨迹生成算法利用模糊PID复合算法实时控制机器人四组驱动轮速度。通过四组驱动轮的速度矢量合成，使得机器人跟随设定的速度轨迹。实验表明该速度控制算法完全满足控制足球机器人运动快速、准确、灵活的控制要求。本文还对四轮足球机器人的控制系统进行了研究和设计。控制系统

3、采用主一从式双DSP为核心的设计方案。系统中，主DSP对从DSP进行管理和控制、双DSP配合，完成速度跟随控制、无线通讯、传感器数据读取等任务。该方案传统方案相比，更加稳定、实用、可靠，功能更强。关键词：足球机器人、TMS320LF2407、DSP、运动控制61安徽建筑工业学院本科毕业设计（论文）ABSTRACTTherobotofRoboCupgamesmusttravelsinaconfuseddynamiccircumstancefreelyandachieveanaccuratepositioninginthe

4、competition．Inthispaper，thekinematicsequationsandthedynamicequationsoftheholonomicomni—directionalwheeledmobilerobotarepresented．Analysingthoseequations，thispaperproposeamotioncontrolmethodfortherobot．Themethodincludestwopans，VelocityTrajectoryGeneration(VTG)and

5、VelocityTrajectoryTracking(VTT)．TheVTGisbasedonBang—Bangcontrolandgeneratesavelocitytrajectoryfromstart—pointtoend—pointfortherobot．TheVTTisbasedonPIDcontrolandcontrolsthevelocityoftherobottrackingthevelocitytrajectorygeneratedbyVTG．ThispaperpresentsthedesignofR

6、obotSoccer’scircuitsystem．ThecoreofthecircuitisdualDSP,TMS320LF2407A．OneDSPisthemaster,theotherisslavery．Underthecontrolofthemaster,theslaveryDSPrealizesthemotioncontrolAlgorithm．Keywords:Soccerrobot、TMS320LF2407、、Motioncontrol、Digitalsignalprocessing61安徽建筑工业学院本

7、科毕业设计（论文）目录摘要21绪论61.1.足球机器人的简介61.2.RoboCup中型组足球机器人71.2.1.RoboCup中型组足球机器人的研究现状91.2.2.RoboCup中型组足球机器人研究意义101.3.足球机器人的发展前景101.4.论文的主要内容111.5本章小结.112足球机器人的体系结构122.1.足球机器人的系统原理组成122.2.足球机器人的系统工作模式142.3．足球机器人控制系统总体结构152.4.足球机器人的系统结构组成162.5.机器人总体结构设计212.6.足球机器人的机电结构设计2

8、32.7.本章小结253以双DSP为核心的控制系统电路设计263.1控制电路系统结构263.2MCU模块设计273.3.主从工作模式下的软件设计303.4.驱动电路模块的设计333.5.传感器电路模块设计363.6.DC-DC升压电路模块设计373.7.本章小结3861安徽建筑工业学院本科毕业设计（论文）4四轮全向足球机器人运动控