【摘 要】
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移动机器人是集计算机、机械、自动化、传感器等多领域学科为一体的能够自动执行工作的机器装置。它不仅可以接受人为的指挥,还可以根据预先编写的程序和人工智能技术制定的
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移动机器人是集计算机、机械、自动化、传感器等多领域学科为一体的能够自动执行工作的机器装置。它不仅可以接受人为的指挥,还可以根据预先编写的程序和人工智能技术制定的原则进行运动。履带式移动机器人因其支撑面积较大、履带与地面的粘合力强、接地比小和滚轮阻力小等优点,能在凹凸不平的地面上稳定行驶,具有较好的地面适应性和越障稳定性,一直是各方研究的热点。本文采用TMS320F28335 DSP作为机载平台核心处理器,采用C8051单片机作为远端控制平台核心处理器,设计完成了履带式移动机器人运动控制系统,最后通过对整体系统的调试和实验,完成并完善了系统设计。论文主要研究内容与成果包括以下几个部分:首先,根据项目需求,确定了前轮带摆臂式履带移动机器人的结构方案,并给出了基于TMS320F28335 DSP和C8051单片机为核心控制单元的履带式移动机器人运动控制系统方案。其中TMS320F28335作为机载端主控芯片,实现对驱动轮和摆臂轮电机的驱动控制;C8051单片机作为远端控制平台主控芯片,实现控制信号的采集与处理并通过E13-TTL-100无线串口模块将控制信号下发到机载端。同时,结合移动机器人性能要求,对驱动电机、减速器以及编码器进行了参数核算和选型。其次,结合运动控制系统方案完成了硬件设计,包括TMS320F28335最小系统电路、三相全桥驱动电路、H型双极模式PWM功率转换电路、电流检测电路以及远端控制平台C8051控制电路。然后,根据系统方案以及硬件基础,以CCS为开发环境,设计并完成了运动控制系统软件设计,包括机载端和远端控制平台主程序及外设初始化、中断程序、电流检测、PID控制算法软件设计、SVPWM矢量控制算法软件设计以及通讯软件设计。最后,对履带式移动机器人运动控制系统进行了软硬件联调,并进行了爬楼和跨壕的运动实验,通过对调试结果分析,对本文设计的运动控制系统进行了验证。
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