足球机器人控制系统设计.doc

安徽建筑工业学院 毕 业 设 计 （论 文） 课 题： 足球机器人的控制系统设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 0城建机械班 学生姓名： 学 号： 0290070325 指导教师： 李辉 201年6月8日 摘要 本文主要介绍了对遥轮足球机器人运动控制算法的研究。首先，本文建立了四轮全向足球机器人运动学和动力学模型。通过对机器人运动学和动力学模型的分析，对其控制方程进行合理简化，提出了四轮全向足球机器人的运动控制算法。该算法可以对机器人同时完成或位置控制和速度控制，并且控制时间最优。该算法分为两个部分：机器人速度轨迹生成算法和机器人速度轨迹跟随算法。机器人速度轨迹生成算法基于开关控制原理，它根据机器人当前位置、当前速度、目标点位置和目标点速度，生成一条从“当前点”到“目标点”的时间最优的速度轨迹。机器人速度轨迹生成算法利用模糊PID复合算法实时控制机器人四组驱动轮速度。通过四组驱动轮的速度矢量合成，使得机器人跟随设定的速度轨迹。实验表明该速度控制算法完全满足控制足球机器人运动快速、准确、灵活的控制要求。 本文还对四轮足球机器人的控制系统进行了研究和设计。控制系统采用主一从式双DSP为核心的设计方案。系统中，主DSP对从DSP进行管理和控制、双DSP配合，完成速度跟随控制、无线通讯、传感器数据读取等任务。该方案传统方案相比，更加稳定、实用、可靠，功能更强。 关键词：足球机器人、 、 DSP、运动控制 ABSTRACT The robot of RoboCup games must travels in a confused dynamic circumstance freely and achieve an accurate positioning in the competition．In this paper，the kinematics equations and the dynamic equations of the holonomic omni—directional wheeled mobile robot are presented． Analysing those equations，this paper propose a motion control method for the robot．The method includes two pans，Velocity Trajectory Generation(VTG)and Velocity Trajectory Tracking(VTT)．The VTG is based on Bang—Bang control and generates a velocity trajectory from start—point to end—point for the robot．The VTT is based on PID control and controls the velocity of the robot tracking the velocity trajectory generated by VTG． This paper presents the design of Robot Soccer’s circuit system．The core of the circuit is dual DSP,TMS320LF2407A．One DSP is the master, the other is slavery．Under the control of the master ,the slavery DSP realizes the motion control Algorithm． Key words: Soccer robot、TMS320LF2407、、Motion control、Digital signal processing 目录 摘要 2 1 绪论 6 1.1.足球机器人的简介…………………………………… ………………………9 1．2 .Robocup挑战计话 9 1．3论文内容 10 1.4本章小结. 10 2足球机器人的体系结构…………………………………………………………