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学兔兔 l 訇 地 基于DSP和模糊控制的巡线机器人控制系统设计与实现 Designand im plementationofthecontrolsystem forline-trackingrobot based on DSP andfuzzycontroI 赵锦芝，杨 威 ZHA0 Jin—zhi．、，ANG Wei (中原工学院，郑州450007) 摘 要：针对AGVd~车对控制器实时性、鲁棒性和精确性的要求，设计并开发了一款巡线机器人控制 系统。该系统选用TI公司生产的DSP2407A作为微处理器，通过采集红外传感器感知地面导引 线，结合PID控制和模糊控制完成了巡线控制系统的设计。实验表明，该巡线机器人具有轨迹 跟踪的快速性与移动的平稳性。 关键词：模糊控制；DSP；巡线机器人；伺服电机 中囝分类号；TP24 文献标识码 ：A 文章编号：1009—0134(2ol3)10(下)一0008—04 Doi：10．3969／J．Issn．1009-0134．2013．10(下)．03 0 引言 器的采集直接接在DSP的I／O口上，而是使用4片 鉴于AGVd~车在现代物流与柔性制造系统中 74HC245芯片外扩了32路巡线传感器的采集端 口， 的重要应用，设计一款巡线机器人控制系统将非 如图1所示为系统硬件结构框图，该系统硬件上可 以实现10路AD信号的采集，两路继电器控制 (可控 常必要。因AGVd~车是集各种机械结构、传感器 和计算机等一体的非线性复杂系统，对其建立数 制制动器完成驱动轮的刹车)，3路限位开关或接近 开关的采集，32路巡线传感器的采集，完成两路步 学模型很困难 ，传统的基于模型的控制方法很难 进电机的开环控制或两路伺服电机的闭环控制，并 适用该模型，而且也很难满足AGVd~车对控制器 的实时性、鲁棒性和精确性的要求 ”【。所以本文 且对电机码盘采集的差分信号进行了滤波处理，增 加了系统的抗干扰能力。在通讯方面，实现了高速 综合选用模糊逻辑控制与PID控制对巡线机器人 的CAN总线通讯，与串口通讯两种通讯方式。 进行有效控制，模糊控制主要完成机器人对导引 DSP控制板 线的实时跟踪，PID控制实现机器人速度的稳定 与快速调整。 1 巡线机器人结构设计 本巡线机器人为3轮式移动机器人，该机器人 采用双轮差动加万向轮控制，前面2个是驱动轮， 后轮为万向轮。在机器人底部安装两排 自制的间 距可微调的红外传感器检测板，用来检测导引线 。 2 巡线机器人控制系统设计 图1系统硬件结构框图 巡线机器人控制系统的微处理器选用TI公司 使用自制的驱动器完成对伺服电机的驱动，该 C2000系列的TMS320LF2407A数字处理芯片，为 驱动器选用具有温度报警，过热与短路保护功能 了充分利用DSP芯片上的各