摘要:根据八面体变几何桁架微动机器人的结构特点和运动要求,设计并研制了基于PC机和DSP的主从计算机控制系统。阐述了该控制系统中DSP控制器的工作原理,给出了自适应LMS算法程序。实验结果表明,该控制系统具有较好的动态特性。
关键词:DSP 变几何桁架机器人 滤波器 LMS算法
八面体变几何桁架机器人是通过八面体机构中可伸缩构件的长度li(i=1,2,…,6)变化实现桁架机构运动的机器人。它具有刚度大、承载能力强和灵巧性好等特点,并能设计成可折叠机构。
本文根据八面体变几何桁架微动机器人的结构特点和工作牧场 生,提出基于TMS320VC5410 DSP的微动机器人控制系统方案,并研制出相应的控制系统。
1 微动机器人控制系统总体结构
根据八面体变几何桁架微动机器人的结构特点和工作特性,采用如图1所示的主从计算机控制系统。该系统采用PC机作为主控计算机,实现人机交互功能和运动轨迹的规划;以六个TMS320LC5410 DSP芯片对机器人的六个压电陶瓷微位移器进行控制。
系统中各部分的功能如下:
(1)主计算机
直接接收外界的控制命令和参数,对机器人位置进行实时监控并显示信息;向下级DSP控制器发出各种控制命令等。
图3
(2)DSP控制器
接收主计算机送来的命令和相应的位置信息,实时检测被控压电陶瓷微位移器的状态值;依据给定量和实际检测量的差值进行控制策略的计算,
(3)应变计和A/D输入
系统中压电陶瓷的位置反馈信号来源于贴在弹性变形体上的电阻应变片的电压,此电压经精密运算放大器电路和A/D转换电路送入到DSP内部。
(4)D/A输出和驱动电源
DSP控制器输出的数字信号要经过D/A转换器变为模拟电压信号,并经功率放大驱动压电陶瓷。系统中采用自制的压电陶瓷驱动电源。