DSP在排爆机器人控制系统中的应用与实现

"基于DSP的排爆机器人控制系统的设计与实现" 本文详细探讨了基于DSP的排爆机器人控制系统的设计与实现过程，旨在为反恐任务提供高效可靠的解决方案。作者杨惠华在导师杨汝清的指导下，完成了这篇上海交通大学的硕士学位论文，专业方向为机械电子工程。 在排爆机器人领域，国内外的研究已经取得了一定进展，但针对此类机器人的控制器设计仍有待改进。论文首先分析了当前的研究状况，提出了一种排爆机器人控制器的一般架构。这一架构包括了一个闭环控制系统，该系统不仅能够接收遥控操作者的指令，还能反馈机器人状态信息，实现精准控制。 在控制器选择上，作者经过对比分析，选择了数字信号处理器（DSP）作为排爆机器人的核心控制器。DSP的优势在于其高速处理能力和在实时控制系统中的优异性能，非常适合处理机器人控制所需的复杂计算任务。 论文的重点在于控制器的硬件和软件设计。硬件设计涵盖了电源模块、输入输出模块、信号采集模块、驱动模块和串口通信模块。这些模块的电路设计确保了机器人能接收和响应各种信号，实现运动和功能的执行。软件设计方面，论文详细讨论了控制软件的结构、操纵杆算法、无线通信协议、行走控制、云台控制、辅助控制等多个子模块的实现，强调了软件可靠性和抗干扰性的增强措施，如设置软件陷阱和看门狗模块。 对于具有较大关节齿轮间隙的机械手，论文采用数字PID控制技术，通过设置死区控制和速度调整来减少齿隙对控制精度的影响。此外，还提出了相位超前校正网络来补偿齿轮间隙，这一方法在MATLAB中得到了验证。 为了提升控制程序的效率，论文还介绍了优化DSP控制程序的方法，使得程序能在更高的采样率下运行，增强了系统的控制稳定性。最后，论文对行走模块、机械手联动及无线通信模块的调试结果进行了介绍，验证了基于DSP的控制系统在实际应用中的可行性。 这篇论文深入研究了基于DSP的排爆机器人控制系统，为排爆机器人的设计和开发提供了重要的理论和技术支持，有助于推动我国在反恐领域的机器人技术进步。