基于嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)的擬人機(jī)器人平衡與運(yùn)動(dòng)控制研究.pdf

1、機(jī)器人集中了機(jī)械工程、電子工程、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制以及人工智能等多種學(xué)科的最新科研成果，代表了機(jī)電一體化的最高成就。擬人機(jī)器人的研究是當(dāng)今機(jī)器人研究領(lǐng)域最為活躍的研究方向之一，其中穩(wěn)定行走中的平衡控制技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)是擬人機(jī)器人研究中的關(guān)鍵技術(shù)之一。擬人機(jī)器人的關(guān)節(jié)眾多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要使擬人機(jī)器人具有人體所具有的多項(xiàng)功能，像人一樣行走，其控制策略和控制電路將更顯得重要。本論文對(duì)擬人機(jī)器人平衡控制和運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行了較為深入而系統(tǒng)的研究。

2、 針對(duì)擬人機(jī)器人在行走過(guò)程中的不穩(wěn)定問(wèn)題，采用了基于模糊B樣條基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法，并把其應(yīng)用于擬人機(jī)器人的平衡控制中，通過(guò)調(diào)節(jié)踝關(guān)節(jié)的前后擺動(dòng)角度使期望ZMP(Zero Moment Point)和實(shí)際ZMP相重合，從而實(shí)現(xiàn)擬人機(jī)器人的穩(wěn)定行走。仿真結(jié)果表明，與傳統(tǒng)的模糊控制相比較該控制系統(tǒng)，具有響應(yīng)速度快、穩(wěn)態(tài)精度高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)系統(tǒng)的的震蕩也被有效抑制。證明了采用模糊B樣條基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器實(shí)現(xiàn)擬人機(jī)器人平衡控制的可行性和有效

3、性。 選擇SUMSUNG公司的S3C44BOX處理器為運(yùn)動(dòng)主控芯片建立了一個(gè)運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)，該平臺(tái)可以同時(shí)控制多個(gè)電機(jī)，具有人機(jī)交互界面，還可以通過(guò)外部中斷響應(yīng)運(yùn)動(dòng)控制的異常狀態(tài)。文中選擇CAN總線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)各個(gè)控制單元之間實(shí)時(shí)通訊。運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái)和CAN節(jié)點(diǎn)的硬件電路和程序設(shè)計(jì)均在文中給出，最后還進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試實(shí)驗(yàn)。調(diào)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該平臺(tái)能夠完成對(duì)機(jī)器人多個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)控制和實(shí)現(xiàn)各控制單元之間的通訊。 選擇μC/OS—Ⅱ嵌入式實(shí)