基于ARM9与DSP的移动机器人运动控制系统设计
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更新于2024-06-26
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"基于DSP的小型地面移动机器人运动控制系统设计"
本文主要介绍了一种基于DSP(Digital Signal Processor)的小型地面移动机器人运动控制系统的详细设计。该系统旨在满足高智能化移动机器人的实时性和快速响应需求,适用于侦查、排爆、消防等危险任务。
设计的核心是采用ARM9微处理器作为主控芯片,它负责整体的控制决策和协调工作。同时,引入了DSP(Digital Signal Processor)作为分布式控制芯片,专门处理高速信号处理和实时控制任务。硬件电路设计主要包括以下几个部分:
1. **DSP最小系统**:这是DSP运行的基础,包含了DSP芯片、电源、时钟和复位电路等,确保DSP能够正常启动和运行。
2. **电机驱动电路**:用于将控制信号转换为电机所需的驱动电压,实现电机的正反转和调速。
3. **电机电流检测**:通过传感器监测电机运行时的电流,确保电机工作在安全范围内,防止过载。
4. **电机位置检测**:使用编码器或霍尔效应传感器来获取电机转子的位置信息,为精确控制提供数据支持。
5. **电机过压欠压保护**:监控电源电压,防止电机因电压异常而导致损坏。
6. **CAN总线通信**:ARM主控制器和DSP分布式控制器之间采用CAN(Controller Area Network)总线进行通信,这种通信协议适合实时性强、可靠性高的应用场景。
在控制策略上,系统采用了速度环和电流环的双闭环控制,通过积分分离PID(比例-积分-微分)控制算法改进传统PID,提升了速度控制的精度和稳定性。软件设计主要包括主程序和中断服务子程序,如电机换相、速度计算、PWM输出、速度控制以及CAN总线通信等功能模块。
关键词:移动机器人,ARM9,DSP运动控制器,无刷直流电机,PWM(Pulse Width Modulation)
这个设计方案体现了现代移动机器人控制系统的集成化、智能化特点,通过高效的硬件和控制算法,实现了对小型地面移动机器人的精确控制,提高了其在复杂环境中的作业能力。
2021-01-30 上传
2023-07-13 上传
2021-07-13 上传
2020-01-20 上传
2021-08-14 上传
2021-08-14 上传
2020-10-26 上传
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