第9章双足机器人控制系统设计课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,项目四 机电一体化系统控制技术,任务4-2 双足机器人控制系统设计,机电一体化,机电一体化,主要内容,任 务 目 标,1,相 关 知 识,2,做 一 做,3,机电一体化,一、任务目标,素质目标,能力目标,知识目标,掌握单片机控制机器人的基础知识。,能自主进行双足机器人的电机选择、控制系统部件选择以及常用机器人的系统分析,。,1.,遵守机电操作规范；,2.积极主动完成工作任务。,3.主动查阅技术资料。,机电一体化,二、相关知识,步行机器人包括双足、四足、六足和八足机器人等，与其他机器人相比，双足机器人具有更高的灵活性和独特的优势，它能在人类生活和工作环境中与人类协同工作，而不需要专门为其对环境进行大规模改造。目前，双足步行机器人的应用领域主要是康复医学，从长远来看，双足机器人在无人工厂、核电站、海底开发、宇宙探索、康复医学以及教育、艺术和大众服务行业等领域都有着潜在而广阔的应用前景。,机电一体化,二、相关知识,（一）,控制系统结构,机电一体化,二、相关知识,（二）,双足机器人控制系统设计,1.,动力源的选择,机器人的关节电机一般采用机器人或航模专用的数字式舵机伺服器如图,4-25,所示。舵机最早出现在航模运动中，它结构紧凑，体积小，扭矩大，响应速度快，具有较高的位置精度。在航空模型中，飞行机的飞行姿态是通过调节发动机和各个控制舵面来实现的。机器人的控制可以简单的理解为舵机的控制。舵机的工作原理如图,4-26,所示。其中，舵机控制器一般采用,PID,控制，以满足舵机动静态指标要求；伺服功率放大器一般由脉冲宽度调制器（,PWM,）和开关控制电路组成；直流伺服电机是电动舵机的执行元件，可采用有刷或无刷直流电机；减速机构一般采用涡轮蜗杆或丝杠减速机构。,机电一体化,二、相关知识,（二）,双足机器人控制系统设计,机电一体化,二、相关知识,（二）,双足机器人控制系统设计,3.,通信模块,主机器人控制的信息量大，对通信方面的要求很高，要保证各种信息在控制系统中及时准确传输，通信工具的选择十分重要。,CAN(Controller Area Net-work),总线是当前流行的通信标准，也是目前为止唯一有国际标准的现场总线，相对于一般通信总线，它的数据通信具有突出的可靠性、实时性和灵活性等特点。具体连接方式为：主控计算机通过,CAN,总线接口卡连接到总线上，各底层控制器通过总线收发器挂接到总线上。只要所有器件都遵守相同的通信协议，就可以稳定可靠地进行信息传输。,机电一体化,二、相关知识,（二）,双足机器人控制系统设计,4.,底层控制器模块,控制器处于整个控制系统的最底层，主要用来控制各运动关节轴系的具体执行过程。控制器接受主控计算机的控制命令对各关节执行轴系进行控制，同时把底层信息反馈给主控计算机，实现大回路反馈，便于主控计算机协调规划，统一管理。,光电码盘传感器把轴系的位置信息转换成两路宽度相同但相位相差,90,的脉冲信号，脉冲的数目与轴系的转角成正比，相位差的符号代表了轴系转动的方向。因此，通过对两路脉冲进行计数就可以得到轴系的实际位置。脉冲信号经过光电隔离器件隔离后送入专用阻冲计数器，计数后的信息送人,DSP,主处理器。,机电一体化,三、做一做,4-2-1,双足机器人控制方案设计有哪几类？,4-2-2,试分析电动舵机的工作原理？,