【正文】 。占空比α表示了在一個周期T里，開關管道通的時間長短與周期的比值。當開關管MOSFET的柵極輸入高電平時，開關管道通，直流電機電樞繞組兩端的電壓Us。開關驅動方式是使半導體功率器件工作在開關狀態(tài)，最常用的一種方法就是通過脈寬調(diào)制（PWM）來控制電機電樞電壓，將數(shù)字量調(diào)制成滿足控制策略的各種波形，最后施加到被控對象上，實現(xiàn)調(diào)速。在調(diào)速時，保持電樞電流不變，即保持電機的輸出轉矩不變，可以得到具有恒轉矩特性的大的調(diào)速范圍，因此大多數(shù)應用場合都使用電樞電壓控制法。其中感應電動勢為： Ea =KeΦn （32）式中Ke——感應電動勢計算常數(shù)Φ——每極磁通；n——電機轉速；將（32）代入（31）可得：由式（33）可得，直流電機的轉速控制方法可分為兩類：對勵磁磁通Φ進行控制的勵磁控制法和對電樞電壓Ua進行控制的電樞電壓控制法。長期以來，直流電機一直占據(jù)著速度控制和位置控制的統(tǒng)治地位。此種連接，是將其64K字的低32K字作程序空間，而高32K字作數(shù)據(jù)空間。當程序不需要修改時，則可將其燒寫在Flash中，然后讓DSP工作在微控制器方式下。當MP/MC為高電平時，片內(nèi)Flash被禁止，64K字存儲空間全部位于外部程序存儲器中，即只能從片外存儲器中讀取數(shù)據(jù)，是為微處理器方式。LF2407A DSP有64K的16位數(shù)據(jù)存儲器空間，低半部分的32K字內(nèi)部存儲器地址空間，即0000h7FFFh的分配主要有如下幾種情況：一部分保留用作測試；一部分用戶不可訪問，如果用戶非法訪問這些地址會產(chǎn)生NMI不可屏蔽中斷；一部分被RAM占用；一部分映射給多種寄存器；其它，如密碼或外部存儲器。圖5 復位電路而看門狗總是被使能的，它的操作不依賴于CPU，不需要任何初始化。TL7705A具有處理上電復位、欠電壓檢測復位、手動復位的功能。因此必須在規(guī)定時間內(nèi)將其復位，使之重新從零開始計數(shù)，否則定時器滿而上溢，就會產(chǎn)生系統(tǒng)復位中斷。外部復位引腳RS（133）是一個I/O腳，正常狀態(tài)通過上拉電阻接電源。其中外設時鐘主要為片內(nèi)外設（如ADC、SCI等）服務，能各自設置，來源于CPU時鐘的輸出CLKOUT。它是大部分CPU內(nèi)部邏輯電路使用的時鐘。其中，電容C3和C4的必須為無極性電容，在不同的振蕩器頻率下，CCR1的取值不同。JTAG是主流的片上調(diào)試技術，它已經(jīng)被IEEE 。其中，2mm的電源插孔J1標識為內(nèi)正外負，＋5V穩(wěn)壓直流電源輸入。但這樣很難保證電源電壓的穩(wěn)定性，影響DSP的正常運行。(18)很寬的工作溫度范圍，普通級：40℃～125℃。(15)數(shù)字I/O。TMS320LF2407A設有一個異步串行外設通信口（SCI）和一個同步串行外設通訊口（SPI），用于與上位機、外設及多處理器之間的通信。最快A/D轉換時間為500ns。(10)可編程看門狗定時器，保證程序運行的安全性。通過檢測2路信號的相位關系可以判斷電機的正/反轉，并據(jù)此對信號進行加/減計數(shù)，從而得到當前的計數(shù)值和計數(shù)方向，即電機的角位移和轉向，電機的角速度可以通過脈沖的頻率測出。(7)全比較單元。通用定時器有四種可選擇的操作模式：停止/保持模式、連續(xù)增計數(shù)模式、定向增/減計數(shù)模式和連續(xù)增/減計數(shù)模式。(4)片內(nèi)集成了32K字的Flash程序存儲器、2K字的單口RAM、544字的雙口RAM，因而使該芯片很方便地進行產(chǎn)品開發(fā)。有四種低消耗工作方式。1處理器模塊 TMS320LF2407A簡介美國德州儀器有限公司（TI）的TMS320LF2407A DSP是為了滿足控制應用而設計的，它把一個高性能16位的DSP內(nèi)核和片內(nèi)外設集成在一個芯片上，體現(xiàn)了SOC（System On Chip）的技術發(fā)展趨勢。機器人的電路系統(tǒng)是為控制系統(tǒng)服務的，是控制系統(tǒng)的實現(xiàn)平臺。這種芯片是專門為電機控制系統(tǒng)設計的，具有豐富的片內(nèi)配套外設模塊，如ADC，PWM等，能夠大大減少外圍電路的設計難度，而且DSP芯片的數(shù)據(jù)處理能力是普通單片機無法比擬的。硬件總體設計 湖面清掃智能機器人控制系統(tǒng)的任務是根據(jù)輸入的信息（傳感器信息，視覺信息，語音信息等），控制電機完成相應的動作，從而使機器人達到收集湖面漂浮垃圾的目的。用動態(tài)控制方法設計的控制器可使被控機器人具有良好的動態(tài)和靜態(tài)品質(zhì)，然而由于各種動態(tài)控制方案中都無一例外地需要實時進行某些機器人動力學計算，而機器人又是一個復雜的多變量強耦合的非線性系統(tǒng)，這就需要較大的在線計算量，給實時控制帶來困難。運動控制的主要優(yōu)點是控制律簡單，易于實現(xiàn)。因此，開發(fā)一種性能優(yōu)良，價格便宜，操作簡單，使用安全的自主式智能湖面清掃機器人已成為一種必要，而且有較好的市場前景。但是，水面污染的治理是一項艱難的長期任務，是全人類必須面對的共同問題。很多發(fā)達國家致力于水面污染治理設備的研究，如石油清理設備，但只是用于大量泄露石油的清理。水面污染對人類的水源構成很大的威脅，湖泊尤其是旅游勝地和市內(nèi)人工湖泊，更是無法逃避漂浮物污染的厄運，舉目可見各種日常消費品的包裝物在湖面上漂浮。機器人的核心是控制系統(tǒng)。機器人按其智能程度可分為一般機器人和智能機器人。湖面清掃智能機器人的控制系統(tǒng)設計引言機器人是上個世紀中葉迅速發(fā)展起來的高新技術密集的機電一體化產(chǎn)品，它作為人類的新型生產(chǎn)工具，在減輕勞動強度、提高生產(chǎn)率、改變生產(chǎn)模式，把人從危險、惡劣的環(huán)境下解放出來等方面，顯示出極大的優(yōu)越性。進入21世紀，人們已經(jīng)越來越切身地感受到機器人深入生產(chǎn)、深入生活、深入社會的堅實步伐。由此可見，智能機器人是一個復雜的軟件、硬件綜合體。近年來，隨著工業(yè)和其它服務行業(yè)的蓬勃發(fā)展，人們在重視其經(jīng)濟效益的同時卻往往忽略了他們對環(huán)境的污染，人類賴以生存的水資源也不例外。用人工清理水面漂浮物只是權益之計，有些危險水域人無法工作。也喚醒了人們的環(huán)境保護意識，因此為了人類的健康發(fā)展，人們強烈要求根治水污染。目前，我國研制的清理水面漂浮物的設備還未見報道，國外研制的也不多，并且價格昂貴，實現(xiàn)的功能也不盡人意。這類方法通常被稱為“運動控制（KinematicControl）”，控制器常采用PD或PID控制。這類方法是根據(jù)機器人動力學模型的性質(zhì)設計出更精細的非線性控制率，所以又常稱為“以模型為基礎的控制（Modelbase Control）”。(7)各種傳感器：紅外接近覺傳感器位于機器人主體前方，能夠檢測出障礙物的存在以及其它潛在危險，防止機器人主體與巖石或其它非漂浮物體相撞；光束中斷傳感器用來判斷垃圾倉是否已滿；光電編碼器用于反饋機器人的運動速度。選用DSP芯片而不是比較廉價的普通單片機