基于DSP的仿生机器蟹多关节控制系统的实现

DSP论文基于DSP的仿生机器蟹多关节控制系统的实现摘要:针对微小型步行机器人对控制系统的性能要求,介绍了一种可用于步行机器人多关节驱动的控制系统的设计。该系统以仿生机器蟹为设计对象,采用DSP作为核心控制器。提出了多层多目标分布式递阶控制系统的设计方案,并介绍了仿生机器蟹单步行足的软、硬件设计方法。关键词:步行机器人DSP伺服控制分布式仿生机器蟹控制系统需要较高的控制精度和运算速度,以便在机械结构刚度较高的情况下,通过提高响应速度来确保机器人的正常行走和姿态控制。由于在机器蟹腿节和胫节置有两个电机(如图1所示),使其质量较大,同时由于体积的限制使得各步行足相互间距较小,因此将造成机器蟹在行走过程中耦合较强,控制模型受躯体位姿、步行足位形和步态等因素的影响较大。这就要求控制系统控制结构灵活,具有调整步行足轨迹和步态的能力,并能适应控制模型的变化。因此必须研制一种具有强大运算处理能力、软硬件结构模块化的机器蟹控制系统。从作业任务来看,两栖仿生机器蟹的主要设计目的是用于未来的两栖军事侦察,因此要求其具有自主性、智能化的特点,并应从实用性角度出发来设计嵌入式的控制构架。控制系统的设计目标为:(1)对各个关节实施快速准确的位置控制; (2)协调步行足各关节之间的运动以及各步行足的运动,以实现预期的目标轨迹; (3)实时地采集、处理传感器的数据,以便在控制系统的信号综合中使用; (4)实现机器人步态规划、运动方程的求解以及控制指令的快速传输; (5)具有良好的控制结构和接口,便于高层控制软件的开发; (6)有一定的预留接口、良好的兼容性和扩展性,以便进行功能扩展和二次开发与研究; (7)具有模块化结构,以便调整步行足的数量,适用于不同步态形式的控制。1多层多目标分布式控制概