基于ARM9的仿人分布式控制系统plc分布式控制系统

时间:2018-04-11 11:51  编辑:眼爆科技

1 引言

仿人型机器人具有类似于人类基本外貌特征和步行运动功能,还具有视觉、听觉等功能,它可以实现类似人类的行走,灵巧轻便,对行走环境有良好的适应性,既能在平地上行走,又能在非结构的复杂地面上行走,如上下台阶,跨越、绕过障碍物等。另外,仿人型机器人是集材料、机械、电子、能源驱动、计算机感知、传感、控制、虚拟现实与人工智能等多门学科于一体的综合性平台,它的研究能够带动诸多相关学科和技术的交叉发展与进步,并为相关学科的研究提供一个平台。因而,近年来,仿人型机器人的研发受到国内外学者的广泛关注。小型机器人是近年发展起来的仿人机器人的一种,主要的研究集中在日本。小型仿人机器人,结构轻巧,集成度高,运动灵活;未来可在工业、民用、军事等许多方面发挥作用,是机器人技术的发展方向之一。小型机器人的控制不仅要求实时,还要求重量轻,体积小以及低功耗等。

传统的仿人机器人控制系统结构采用集中式控制,如日本仿人机器人HRP-2[1],通常由一台或多台计算机通过多块A/D,D/A模块与下层的驱动器和传感器连接通信。由上位机完成轨迹规划和任务调度,协调下层各控制板对各关节进行控制。这样的控制系统模块繁多,模块之间的连接复杂,依赖性强且相互耦合,降低了系统的开放性和可靠性,增加了功耗,难以完成多轴同步协调运动控制。

随着计算机技术和网络技术的发展,各种新型的控制方式应用于机器人控制。分布式控制系统是在计算机监督控制系统、直接数字控制系统和计算机多级控制系统的基础上发展起来的,是生产过程的一种比较完善的控制与管理系统。与计算机多级控制系统相比,分布式控制系统在结构上更加灵活、布局更为合理和成本更低。分布式控制结构成为机器人控制系统发展的方向。文[2]中作者设计了一种基于CAN总线的分布式的仿人机器人的控制系统。

为此,我们研制了新型的小型仿人机器人控制系统。本实验室研制的小型仿人机器人各关节采用舵机控制,根据要求,本设计需要实现小型仿人机器人腿部的运动控制,达到小型化,低功耗。

2 小型仿人娱乐机器人分布式控制系统

2.1总体方案设计

本文研究的小型仿人娱乐机器人运动控制系统由主控制器ARM9,C8051F320单片机与4片CD4017外部计数器构成的控制单元组成,控制结构简单灵活。USB通信方案满足了主从控制和通信速度的需求。关节执行机构采用舵机,控制方法简单实用。总体控制方式简图见图1。

主控制器端,采用ARM9(S3C2410)作为管理控制器负责协调控制,向单片机发送规划好的运动控制数据并扩展语音,视频等。S3C2410主控制器有一个USB host,连接C8051F320单片机。

  • 共3页:
  • 上一页
  • 1
  • 2
  • 3
  • 下一页




  • 上一篇:与谈场恋爱,日本女友女朋友 下一篇:基于ARM9的嵌入式仿人传感器系统设计嵌入式