在对压电陶瓷微位移器的控制中，采用TI公司的TMS320VC5410 DSP芯片作为处理器，加上外围电路（A/D和D/A）构成DSP应用系统，实现对微位移器的闭环控制，如图2所示。该系统是一个独立的DSP应用系统，外部配有64K×16位SRAM，可作程序或数据存储器用；128K×8位FLASH（闪存）E2PROM，存放程序和常数。在boot loader方式下，把E2PROM中程序安装在TMS320VC5410程序SRAM中，并接着运行该程序。该系统配有USB接口芯片，通过1K×8位的双向FIFO与TMS320VC5410 DSP进行通信。该USB芯片是一个从USB接口芯片，可直接与PC机或笔记本电脑进行高速数据传输。

另外，本系统还采用TLC320AD50C芯片实现数据采集和控制，该芯片的工作过程直接由TMS320VC5410控制。TLC320AD50C内部有一路A/D和D/A，字长16位，最高采样率为22.05kHz。TMC320AD50C使用过采样（OverSampling）的∑-Δ技术提供从数字至模拟（D/A）和模拟至数字（A/D）的高分辨率低速转换。该器件包括两个串行的同步转换通道（用于各自的数据方向）；在DAC之前有一个插入滤波器（Interpolation Filter），在ADC之后有一个抽取滤波器（Decimation Filter）；其它的高级功能有片内时序和控制。∑-Δ结构在低系统速度和低价格下实现高分辨率的模/数和数/模转换。该器件的选项和电路结构可通过串行接口进行编程。其选项包括：复位、掉电、通信协议、串行时钟率、信号采样率、增益控制及测试方式等。TLC320AD50C的工作温度范围为0℃～70℃，适用于一般工业机器人的工作环境。图3为TMS320VC5410与TLC320AD50C的连接电路。

图5

    在机器人工作环境中存在很多干扰，为提高机器人的抗干扰性能，在DSP中加入了滤波程序，滤波器结构采用横向FIR结构，滤波方法采用自适应滤波。在算法方面，虽然RLS算法效率高、向最佳估计值收敛得快，但比较复杂：LMS算法简单而易于实现，能满足本项目的要求，足以保证性能，所以选用LMS算法。在阶数选取上，低则滤波效果不好，高则计算量大、不能满足实时性要求。为此，在满足实时性的前提下，同时兼顾滤波效果也尽可能好，经实验选取滤波器阶数为32阶。滤波器基本算法如下：

①for(k=0,k<32,k++)y(n)=w(k)*x(n-k)

②e(n)=d(n)-y(n)

③for(k=0,k<32,k++)w(k)+ μ*e(n)*x(n-k)

算法程序流程如图4所示。

图5（a）为滤波前的信号，图5（b）为加入高斯噪声的信号，图5（c）是经过32阶FIR滤波器进行自适应滤波后的信号波形。可见能很好地去阶干扰，取得比较好的滤波结果，提高了机器人的抗干扰性能。

    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，设计并研制出基于PC机和DSP的主从计算机系统控制的微动机器人系统，实验结果表明，该系统具有较好的动态性能。

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