理论教育 空间仿壁虎机器人控制系统设计要点

空间仿壁虎机器人控制系统设计要点

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:空间仿壁虎机器人控制系统设计包括硬件设计和软件设计。该控制系统需要能够采集距离、自身角速度、碰撞力等数据,能对这些数据进行处理,并能和PC进行无线通信;利用姿态传感器、测距传感器和力传感器配合进行反馈控制,通过控制尾巴和四肢完成调姿和着陆等任务。

空间仿壁虎机器人控制系统设计要点

空间仿壁虎机器人控制系统设计包括硬件设计和软件设计。该控制系统需要能够采集距离、自身角速度、碰撞力等数据,能对这些数据进行处理,并能和PC进行无线通信;利用姿态传感器、测距传感器和力传感器配合进行反馈控制,通过控制尾巴和四肢完成调姿和着陆等任务。所以该控制系统的设计具体需满足以下要求:

(1)控制芯片实时性好,处理能力强;

(2)能采集测距传感器、姿态传感器和力传感器的数据,并加以处理;

(3)能够与PC实时进行无线通信,既能观察机器人此时的工作状态,又能通过PC发送指令控制机器人;(www.daowen.com)

(4)利用测距传感器和姿态传感器反馈控制尾巴处的直流电动机加减速,使机器人平面与目标平面平行,为着陆做好准备;

(5)利用三维力传感器反馈控制四肢的16个舵机角度变化,使机器人着陆到目标平面时,实现力反馈柔顺控制,而不被弹开。

根据以上要求,该控制系统需具备较高的工作频率和较强的数据处理能力,主控芯片功耗要低,接口要丰富,还要有比较大的闪存。综合考虑,本书主控芯片选用的是STM32。该控制系统采用Saridis的分层式架构,将整个系统划分为三层:一是组织级,主要负责对传感器信息进行采集和决策;二是协调级,是上层和下层的接口,对下一层进行协调,并确定执行序列和条件;三是执行级,主要负责执行确定的运动

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