基于舵機的機器人控制系統(tǒng)的設計與調試畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-24 20:34 本頁面
【文章內容簡介】 間可達2K個字節(jié)（3） 該芯片還含有豐富的外設，可以實現(xiàn)多種功能，例如定時/計數(shù)、外部/內部中斷，UART串口、SPI總線、模數(shù)轉換等。（4） 該芯片有3種工作模式：分別為空閑模式、正常模式和掉電模式[5]。根據(jù)模式不同，來選定不同的功能運行。例如在空閑模式下，主控制功能CPU是不運行的，但是其UART串口、SPI、ADC模數(shù)轉換等功能是運行的；在掉電模式下，外部晶振也停止震蕩，只有通過各種復位和外部中斷才能喚醒主控制CPU。這3種模式下的功耗是不相同的。，，功耗較低。 KEIL軟件編程軟件對于本次的設計來說，我們采用的方法是c語言編程，軟件的開發(fā)平臺是KEIL軟件。KEIL軟件是以其公司來命名的，它是由美國德克薩斯的KeilSoftware軟件和德國慕尼黑的KeilElektronikGmbH軟件兩部分組成的。對于本項目來說，keil軟件是編程軟件的不二之選。 SolidWorks 建模平臺本次應用的SolidWorks軟件是一種三維的CAD建模軟件平臺。 Solidworks軟件的功能相比是非常強大的，它的組件也繁多。 Solidworks擁有功能比較強大、技術創(chuàng)新和比較易學易用等三大特點。 Solidworks是一種功能強大的CAD軟件，它可以方便的以插件的形式將其它的功能模塊嵌入到主功能模塊中。 本次在應用SolidWorks建模時，六足機器人的足部拐角比較難畫，通過反復的咨詢和修改才完成建模。 Altium Designer 電路設計軟件在之前所使用的繪圖軟件是Protel（包括Protel DXP、Protel 99SE），但是伴隨著Altium Designer這款軟件的問世和發(fā)展，PROTEL軟件逐漸的失去了核心的地位。實際上Altium Designer電路繪圖軟件是由原PROTEL軟件開發(fā)商所推出的，我們可以認為是PROTEL的升級版。作為升級版，不僅容納了Protel 99SE、Protel DXP兩個軟件的優(yōu)點，而且還在原有功能的基礎上增加了一些高端的功能，使其功能更加的強大。這套繪圖軟件在是在EDA行業(yè)中操作最快捷、人性化界面最好同時也是用的最廣泛的一款繪圖軟件。Altium Designer實際上是由多種軟件集成的一個實用平臺，將電子產(chǎn)品研發(fā)環(huán)境中所用到的工具集成到一起，包含了原理圖、pcb設計、信號的完整性分析和電路仿真等功能，它的功能非常強大[6]。在本設計中主要用到的就是原理圖和pcb的設計。第3章 控制原理和所用到的控制算法 舵機控制 舵機又名伺服電機，最早應用于船舶上的轉向功能，可以利用程序編程使其連續(xù)轉角，現(xiàn)今廣泛運用到機器人各類的關節(jié)運動中。見圖x 舵機實物圖。舵機的工作原理是我們給的控制信號傳輸?shù)娇刂齐娐钒鍍龋缓罂刂齐娐钒婵刂齐妱訖C轉動，電動機的軸承轉動帶動齒輪組傳輸，齒輪組減速后控制舵盤轉動。在舵機的軸的各個位置連接反饋電位計，軸的轉動使反饋電位計上所產(chǎn)生電壓信號，通過線路反饋到控制電路板上進行控制。控制電路板可以控制舵機軸承的轉動方向和速度，還可以控制舵機的停止和運動[7]。見圖3舵機控制流程圖。圖3 控制流程圖 舵機控制結構具有體積小、穩(wěn)定性高、外部機械設計簡單和力矩大等特點。 這次設計的六足機器人利用三角步態(tài)法。 步態(tài)是一種物體運動的方式，也是反應物體運動規(guī)律的一種形式。機器人的步行結構是保證設備運行穩(wěn)定的一大因素。以螞蟻為例，從身軀開始，這個運動過程會將六足分成兩組，以三角形支架形式進行交替前進。 螞蟻的三角步態(tài)運動圖如圖4所示：圖4 螞蟻的三角步態(tài)運動圖 螞蟻的腿在開始行走時，首先抬起來的是左側的3號腿和右側的6號腿，然后向前擺動，同時左側5號腿和右側4號腿起支撐狀態(tài)，將本身重心的位置處到這3條腿所組成的三角形框架內，使身體穩(wěn)定防止摔倒（如圖3（a）），6號腿向前運動（見圖3（b）），支撐腿5號支撐身體，6號向前運動，使身體向前移動步長L(見圖3（c）)。當身體移到穩(wěn)定位置時，6號腿立即落下支撐身體，使身體的重心處于6號腿所組成的三角形框架內，這時5號腿抬起向前走（見圖3（d）），5號腿向前移動后（見圖3（e）），6號腿支撐身體，一面使身體又向前運動L（見圖3（f）），如此一直從步態(tài)（a）到步態(tài)（b）到步態(tài)（c）到步態(tài)（d）到步態(tài)（e）到步態(tài)（f），然后再到步態(tài)（）（a）循環(huán)往復，使身體不斷向前運動[8]。 根據(jù)上述螞蟻步態(tài)運動原理，我們將此三角步態(tài)法運用到六足機器人中。 結合三角步態(tài)原理，六足機器人前進一步可由八個步驟實現(xiàn)：第一步：1腿，3腿，5腿抬起；第二步：1腿，3腿，5腿前移；第三步：1腿，3腿，5腿放下；第四步：2腿，4腿，6腿抬起；第五步：2腿，4,腿，6腿前移；1腿，3腿，5腿歸位；第六步：2腿，4腿，6腿放下；第七步：1腿，3腿，5腿抬起；第八步：1腿，3腿，5腿前移；2腿，4腿，6腿歸位。通過這八部運動，完成一個周期運動過程。 關于六足機器人的控制算法包括兩部分：18路舵機控制算法和18路舵機調速控制算法 18路舵機控制算法六足機器人18路舵機控制算法可用單個定時器中斷法或利用多個定時器中斷法，這兩種控制算法均可實現(xiàn)，下面進行一一論述。第一種控制算法：單個定時器中斷法。 18路舵機同時控制的算法如下： 本次設計的18路舵機，應用20ms的周期。我們將其平均分成8部分，每部分時間內控制3個舵機運行。在ATmega單片機上電復位時，每個IO口的電平初始值為“0”。定義數(shù)組PWM[3]，用于放置所需的PWM值，并對這3個數(shù)字按從小到大的順序。再定義數(shù)組DPWM[3]
試題試卷相關推薦
鄂ICP備17016276號-1