足球机器人控制系统设计

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1、安徽建筑工业学院本科毕业设计（论文）安徽建筑工业学院毕业设计（论文）课题：足球机器人的控制系统设计专业：机械设计制造及其自动化班级：07城建机械3班学生姓名：蒋严学号：07290070325指导教师：李辉2011年6月8日53安徽建筑工业学院本科毕业设计（论文）摘要本文主要介绍了对遥轮足球机器人运动控制算法的研究。首先，本文建立了四轮全向足球机器人运动学和动力学模型。通过对机器人运动学和动力学模型的分析，对其控制方程进行合理简化，提出了四轮全向足球机器人的运动控制算法。该算法可以对机器人同时完成或位置控制和速度控制，并且控制时间最优。该算法分为两个部分：机器人速度

2、轨迹生成算法和机器人速度轨迹跟随算法。机器人速度轨迹生成算法基于开关控制原理，它根据机器人当前位置、当前速度、目标点位置和目标点速度，生成一条从“当前点”到“目标点”的时间最优的速度轨迹。机器人速度轨迹生成算法利用模糊PID复合算法实时控制机器人四组驱动轮速度。通过四组驱动轮的速度矢量合成，使得机器人跟随设定的速度轨迹。实验表明该速度控制算法完全满足控制足球机器人运动快速、准确、灵活的控制要求。本文还对四轮足球机器人的控制系统进行了研究和设计。控制系统采用主一从式双DSP为核心的设计方案。系统中，主DSP对从DSP进行管理和控制、双DSP配合，完成速度跟随控制、无

3、线通讯、传感器数据读取等任务。该方案传统方案相比，更加稳定、实用、可靠，功能更强。关键词：足球机器人、FIRA、DSP、运动控制ABSTRACT53安徽建筑工业学院本科毕业设计（论文）TherobotofRoboCupgamesmusttravelsinaconfuseddynamiccircumstancefreelyandachieveanaccuratepositioninginthecompetition．Inthispaper，thekinematicsequationsandthedynamicequationsoftheholonomicomni—d

4、irectionalwheeledmobilerobotarepresented．Analysingthoseequations，thispaperproposeamotioncontrolmethodfortherobot．Themethodincludestwopans，VelocityTrajectoryGeneration(VTG)andVelocityTrajectoryTracking(VTT)．TheVTGisbasedonBang—Bangcontrolandgeneratesavelocitytrajectoryfromstart—pointto

5、end—pointfortherobot．TheVTTisbasedonPIDcontrolandcontrolsthevelocityoftherobottrackingthevelocitytrajectorygeneratedbyVTG．ThispaperpresentsthedesignofRobotSoccer’scircuitsystem．ThecoreofthecircuitisdualDSP,TMS320LF2407A．OneDSPisthemaster,theotherisslavery．Underthecontrolofthemaster,th

6、eslaveryDSPrealizesthemotioncontrolAlgorithm．Keywords:Soccerrobot、TMS320LF2407、、Motioncontrol、Digitalsignalprocessing53安徽建筑工业学院本科毕业设计（论文）目录摘要21绪论61.1.足球机器人的简介……………………………………..………………………91．2.Robocup挑战计话91．3论文内容101.4本章小结.102足球机器人的体系结构………………………………………………………….112.1.足球机器人的系统原理组成……………………………………

7、………112.2.足球机器人的系统工作模式132.3足球机器人的系统组成142.4.足球机器人的技术要求152.5.机器人机电结构系统17.6.本章小结203以双DSP为核心的控制系统电路设计213.1控制电路系统结构213.2MCU模块设计223.3.主从工作模式下的软件设计253.4.驱动电路模块的设计283.5.传感器电路模块设计333.6.DC-DC升压电路模块设计353.7.本章小结364足球机器人控制对象建模………………………….…………………………374.1控制系统的总体设计…………………………………………………………374.2足球机器人的动力学建模

8、……………