移動機器人是機器人研究領域中重要的一個分支,智能移動機器人集人工智能、智能控制、信息處理、圖象處理、檢測與轉換等專業技術為一體,跨計算’機、自動控制、機械、電子等多學科,成為當前智能機器人研究的重點之一。路徑規劃是移動機器人研究的一個基本而又極其重要的課題。靈活有效的路徑規劃算法能夠幫助機器人適應各種復雜的環境,大大提高機器人的應用領域,尤其是使移動機器人具備自動識別環境的能力,能在未知環境下完成一定的工作。 本文的主要任務是以LEGO Technic組件為本體,重新設計一個控制器,并據此研究移動機器人的避障和路徑規劃策略。為滿足移動機器人避障的實時性、準確性要求,需要有一個功能完善的硬件平臺,實現信息采集、處理以及避障的策略。本文設計了一套移動機器人控制器,該控制器以DSP TMS320F2407A為核心,輔之以相應的外圍電路、傳感器、人機交互、串行通信和電源等模塊。車體動力學實驗及避障實驗結果驗證了本文所設計的控制器的性能。 在對移動機器人的避障策略的研究過程中,采用了基于虛擬力場法的位置閉環控制方法,這種方法簡化了傳統避障方法的數學運算過程,提高了機器人對障礙物的反應速度。最后,設計了一套實驗系統,進行相應的避障方法實驗。結果表明,所設計的控制器能夠完成基本的實時避障功能。
上傳時間: 2013-06-30
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由于永磁無刷直流電機既具備交流電機結構簡單、運行可靠、維護方便等一系列優點,又兼有普通有刷直流電機調速特性好、運行效率高的優點,因此它在當今國民經濟各個領域得到了越來越廣泛的應用。本文對基于DSP的無刷直流電機控制系統進行了設計和研究。 本論文首先回顧了無刷直流電機的產生、發展歷程,介紹了目前的熱點研究方向和最新研究成果。 第二章對無刷直流電機的組成環節、結構、工作原理、運行特性進行了分析,并且建立了無刷直流電機的數學模型,對其控制方法進行了討論。同時,DSP控制器由于其高速的處理能力和豐富的片上資源,已經廣泛的應用于電機控制領域。 第三章介紹了TI的高性能DSP芯片 TMS320LF2407A的結構和性能,提出了基于 TMS320LF2407A 的 BLDCM 的控制方案,并且對系統的相關環節進行了討論和分析。 第四、五兩章分別完成了硬件和軟件的設計。此系統是基于PWM技術和PID算法的雙閉環控制系統。硬件電路包括了控制電路、主電路、檢測電路、保護電路幾個部分;軟件采用模塊化的編程思想,編制了各程序模塊的控制流程圖,并論述了其實現方面的若干問題。 第六章給出了系統的仿真實驗結果及分析。 第七章對全文內容進行了總結,并對無刷直流電機控制系統提出了展望。
上傳時間: 2013-04-24
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作為一個自然不穩定系統,倒立擺一直被用作實時控制系統實驗的控制設備。通過對它的研究不僅可以解決控制中的理論問題,還能將控制理論涉及的三個主要基礎學科:力學、數學和電學(包含計算機)進行有機的綜合應用。此外,在近代機械控制系統中,如航空航天上直升飛機、火箭發射、衛星發射及生活中的做體操、花樣滑冰、單輪騎車等等,都存在類似于倒立擺的穩定控制問題。因此實現倒立擺系統穩定控制的研究對實際工程和現實生活有非常重要的意義。 本論文的主要目標是設計和建造一個基于數字信號處理器(DSP)的計算機控制系統來控制倒立擺的平衡。論文中用到的控制理論主要是線性控制理論和反饋控制理論。 本文首先對倒立擺的背景和研究現狀作了總體介紹,簡要的闡述了常見的控制算法。隨后詳細介紹了利用牛頓第二定律及相關的動力學原理建立一級和二級倒立擺的數學模型,并用MAILAB對倒立擺的運動特性進行了仿真。然后研究倒立擺系統的各種控制策略,比較了各種控制方法的效果。 本論文還設計了基于DSP的計算機控制系統。詳細介紹了DSP硬件電路設計和外圍電路設計,用C和匯編語言編寫了系統的控制程序。 最后,對本論文進行了總結,對下一步要進行的工作提出了自己的設想。 整個論文的完成以一定的理論為基礎,既有數學模型的分析與推導,方法理論的探討,又有實際控制系統設計過程,而且研究對象相當典型。本文所完成的工作,既可以作為現代控制理論的教學實驗,對于具有類似模型的其他裝置如兩足機器人的研究也有一定的借鑒作用。
上傳時間: 2013-04-24
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本文主要的研究為對轉永磁無刷直流電動機控制問題,對轉永磁無刷直流電動機在艦船、水下航行器等對轉推進系統中有著廣泛的應用前景。它具有無刷直流電動機的一切優點:功率密度大、調速性能好、運行效率高、結構簡單、運行可靠、維護方便等等。其與普通的永磁無刷直流電動機的差別僅僅在于原來靜止的電樞部分和旋轉的永磁體部分都可以相對于靜止部分旋轉,即有兩個轉子,根據作用力與反作用力的原理,兩個轉子受到的電磁轉矩在任意時刻都是大小相等、方向相反的。因此兩個轉子必將沿著相反的方向旋轉。 論文主要工作和創新點如下: 1)介紹了對轉永磁無刷直流電機與普通永磁無刷直流電機的區別、優點及應用,詳細分析了其工作原理,并建立對轉永磁無刷直流電機本體的數學模型,接著利用MATLAB/Simulink建立對轉永磁無刷直流電機的仿真模型。 2)研究了無位置傳感器對轉永磁無刷直流電機的控制方法。采用基于DSP的三次諧波過零點檢測方法來檢測電機轉子的位置與轉速,采用數字鎖相環對三次諧波過零點進行90°延遲: 3)控制系統采用雙閉環控制,即速度環與電流環來組成調速控制系統,其中速度環采用了基于改進的BP神經網絡PID自適應控制,電流環采用滯環控制,并對整個系統進行仿真。 4)在仿真研究的基礎上,本文進行了以TMS320I~F2407A的DSP芯片為控制核心的無位置傳感器對轉永磁無刷直流電機數字控制系統的軟硬件設計。
上傳時間: 2013-04-24
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運動控制卡是數控系統的重要組成部分,是上位機與驅動執行部件的之間的一座橋梁。數控加工中的定位控制的精度、速度調節的性能等重要指標都與運動控制卡密切相關。目前,國內研制的運動控制卡與國外專業性公司研制的先進的開放式運動控制卡相比還有較大差距。因此,對于運動控制卡的研究與開發具有很大的現實意義。 本文對運動控制卡的各種實現方案作了深入的比較,對于運動控制卡的發展趨勢進行了探討。在分析數控系統對于運動控制卡需求的基礎上,提出了一種基于DSP的PCI總線運動控制卡的實現方案。該方案具有通用性好、軟件易于修改升級、調試方便等特點。 文中對這一方案的具體實現做了詳細的分析,給出了系統的整體結構設計,軟硬件組成情況。詳盡闡述了運動控制電路、總線接口電路、驅動器接口電路等硬件電路的設計過程,以及運動控制卡的制作過程。論述了DSP上的程序結構,并具體分析了插補算法、速度控制算法等在DSP上的實現方法。對PC機上的運動控制卡的驅動程序的模型以及編寫方法做了介紹。 通過對制成樣板的調試表明,運動控制卡具有良好的性能。
上傳時間: 2013-07-29
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本文首先從數控系統的組成與特點進行詳細分析,然后對運動控制卡在整個系統中承擔功能進行了分析。根據數字型號處理器件的快速運算能力和現場可編程門陣列器件的靈活、通用性提出了基于DSP器件和FPGA器件進行總體設計的規劃。 本文重點詳細闡述了四軸運動控制卡硬件電路的設計。通過對現有部分PC總線的介紹與比較,設計選擇了PCI總線作為上位PC與運動控制卡的通信總線,并且選擇PCI9052芯片來設計PCI接口模塊;基于DSP器件的特點,設計選擇了TMS320LF2407芯片為核心,進行運算控制單元的設計,同時對其主要內部資源進行了分配。最后,根據硬件的原理圖,完成了具體電路板的制作。 對軟件設計,文章主要對插補算法在DSP上的實現作了一些探討。介紹了兩種加速模式:梯形加速模式和s曲線加速模式。就逐點比較法直線和圓弧插補算法以及數字積分插補原理也進行了分析。最終,提出總體程序流程控制、速度控制算法、插補算法等的程序設計框架,并進行了具體程序設計。
上傳時間: 2013-07-19
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近年來,基于DSP和FPGA的運動控制系統己成為新一代運動控制系統的主流。基于DSP和FPGA的運動控制系統不僅具有信息處理能力強,而且具有開放性、實時性、可靠性的特點,因此在機器人運動控制領域具有重要的應用價值。 論文從步行康復訓練器的設計與制作出發,主要進行機器人的運動控制系統設計和研究。文章首先提出了多種運動控制系統的實現方案。根據它們的優缺點,選定以DSP和FPGA為核心進行運動控制系統平臺的設計。 論文詳細研究了以DSP和FPGA為核心實現運動控制系統的軟、硬件設計,利用DSP實現運動控制系統總體結構與相關功能模塊,利用FPGA實現運動控制系統地址譯碼電路、脈沖分配電路以及光電編碼器信號處理電路,并對以上電路系統進行了功能仿真和時序仿真。 結果表明,基于DSP和FPGA為核心的運動控制系統不僅實現了設計功能要求,同時提高了機器人運動控制系統的開放性、實時性和可靠性,并大大減小了系統的體積與功耗。
上傳時間: 2013-05-29
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很全的DSP電機控制原理圖和PCB圖,SCH和PCB資料全,是學習和了解DSP的好文件,希望對要學習和了解DSP的朋友帶來幫助。
上傳時間: 2013-05-24
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單片機與DSP之間通信問題一直是大家關注得焦點,目前已出現的不少解決方案但大多針對于5V工作電壓的DSP系 統,筆者對諸方案進行詳細比較分析,發現多數并未從根本上解決不同系統之間通信的電平轉換問題,面對工作電壓并不唯一的 DSP芯片系列,在此提出一種全新的串行通信模式,經濟有效地解決了通信中電平轉換問題可靠地實現數據交換,并且在實際開發 的直流無刷電機變頻器人機界面與控制核心TMS320LF2407 DSP之間串行通信中驗證了其可行性。
上傳時間: 2013-07-18
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該文研究了兩相逆變器-異步電動機系統的SVPWM控制技術,該系統可以廣泛應用于小功率、寬調速運行的場合.通過對電機基本方程進行Kron變換,建立了系統完整的數學模型.論文在分析國內外兩相逆變器異步電動機的SVPWM控制基礎上,提出四個電壓矢量八個工作空間的SVPWM控制技術,推導了控制參數和計算公式,提出了使電機具有圓形旋轉磁場的調制比優化方案,給出了實施該方案的逆變器功率管的導通順序和逆變器的輸出電壓波形.編制了系統仿真程序,給出SVPWM控制,兩相逆變器-異步電動機系統樣機的電壓、電流、轉速、轉矩仿真波形曲.并與采用其他控制方式,進行仿真結果比較.論證了該文提出的SVPWM控制技術在兩相逆變器-異步電動機系統中明顯地減小了電流諧波、轉矩脈動.論文建立了基于DSP控制器的兩相逆變器-異步電動機系統試驗裝置系統,系統由DSP控制器、控制電路、功率驅動電路、逆變器主電路、異步電動機等組成.完成了各工作區的SVPWM信號的生成,與理論實現一致.
上傳時間: 2013-07-27
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