分拣机器人的应用空间，基于DSP的双足机器人运动控制系统设计

闪兔分拣机分拣机器人控制程序

近年来，仿人机器人始终是自动控制范畴研讨的热点。正在仿照人类停止迈步行走时，因为仿人机器人的重心时常要处于中心线之外的区域，使得它的身体很难连结站姿均衡，可能不变天实现双足行走是仿人机器人研讨的重点也是难点。人类须要大脑跟肢体的相互配合去调和举措，机器人须要的则是运动控制器跟驱动安装的壮大撑持，特别是运动控制器，须要有高效率的芯片为根底，才气最疾速天收罗数据、实现计较跟发送指令。正在本次计划中机器人枢纽利用的是大功率三相无刷直流电机，控制器采取TMS320F2812芯片，它是TI公司推出的一款针对节制范畴做优化设置的数字信号处理器，器件上集成了多种进步前辈的外设，为机电高速度跟高精度节制供给了优越的平台。1体系概述

双足机器人每条腿设有5个自由度，如许既可以实现根本的步行功用，又尽量的简化了控制变量，体系整体布局如图1所示，L1～L5离别对应左腿髋侧向、髋前向、膝前向、踝前向、踝侧向枢纽机电，R1～R5对应右腿。思量到本钱因素跟驱动机能，选用Maxon的EC-max系列三相无刷直流电机去驱动枢纽举止，此中1号跟5号机电选用EC-max35型，其他均为EC-max30型。受装置空间所限，每条腿的运动控制器皆为自力的个别，各运动控制器经由过程主控计算机停止协调控制并可基于运动指令零丁实现举措，近似于人类反射弧的原理，加重主控计算机的工作量，放慢反应速度，主控计算机跟运动控制器之间经由过程CAN总线去传递数据。

机器人双足步行时，主控计算机依据运动周期向底层运动控制器发送运转跟终止等指令，实现对行走形态的监控跟数据运算。单个运动控制器由DSP处置惩罚跟机电节制两部门构成：DSP处置惩罚电路担任与主控计算机跟传感器之间交流各种信息、剖析吸收到的数据并运算输出响应枢纽机电的节制旌旗灯号；机电控制电路依据节制旌旗灯号驱动响应的机电举措，到达要求的速率跟角度，并对光电编码器旌旗灯号停止处置惩罚，将履行成果反应给DSP造成闭环控制，保障履行的精度。

数据处理器选用的是TMS320F2812，它拥有基于C++／C++高效32位DSP内核，进步了运算的精度；时钟频次高达150MHz，加强了体系的处置惩罚才能；集成了128KB的FLASH存储器、4KB的引诱ROM、数学运算表和2KB的OTPROM，改良了芯片使用的灵活性；两个事宜管理器模块为机电及功率变更节制供给了优越的节制功用；16通道高性能12位ADC单位供给了两个采样连结电路，可以实现双通道旌旗灯号同步采样，得当全部运动控制器的开辟需要，其代码跟指令与F24x系列完整兼容，更是保障了名目开辟跟产品设计的可延续性。

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2机电调速原理

体系用PWM波形给出无刷直流电机的转速信息，即应用电路一周期内的占空比变更，到达均匀电压值的转变，以对应机电分歧的速率值。

正在TMS320F2812中可以经由过程设置按时周期寄存器的周期值跟比力单位的比力值来发生PWM，周期值用于发生PWM波的频次，比力值用于发生PWM波的脉宽，转变比力值可以转变PWM波的占空比，转变周期值可以转变PWM波的频次。以事宜管理器A为例，单路PWM旌旗灯号的发生进程以下：

定时器1作为发生PWM旌旗灯号的时基，经由过程节制寄存器T1CON跟周期寄存器TlPR设置时钟周期，经由过程寄存器COMCONA设置比力单位的各个参数，发生出三角波旌旗灯号，正在寄存器CMPRl跟ACTRA中离别设置比力值跟比力输出方法，设定的比力值及时与三角波旌旗灯号比力，失掉响应占空比的PWM旌旗灯号。将定时器计数器T1CNT设置为接连删计数方法时，发生非对称PWM波形，设定为接连增减计数方法时，可以失掉对称的PWM波形。

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图2所示是对称PWM波形发生的原理：若PWM输出为高电平无效，则当三角波的以后值小于比力值时输出为低电平，当三角波的以后值大于比力值时输出为高电平；低电平无效时，则反之。

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