一種雙軸輪室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人小車伺服控制系統(tǒng)

李碩明　陳越　吳雄英

摘 要 基于32位ARM7微型處理器LPC2119開發(fā)移動機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了適應(yīng)于雙軸獨(dú)立驅(qū)動的移動小車伺服控制PI算法，采用PWM脈寬調(diào)速技術(shù)結(jié)合光電編碼反饋來構(gòu)成閉環(huán)電機(jī)伺服系統(tǒng).系統(tǒng)方案在自主設(shè)計(jì)的室內(nèi)移動機(jī)器人小車XMU3上進(jìn)行了驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)結(jié)果能達(dá)到室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人平臺應(yīng)用的控制精度要求.

關(guān)鍵詞 雙軸輪；伺服控制系統(tǒng)；ARM7；PI算法

中圖分類號 TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 10002537（2016）02005906

A ServoControl System for Biaxial Wheel Indoor Service Robots

LI Shuoming1， CHEN Yue 1，2， WU Xiongying3*

（1.School of Information Engineering， Zhongshan Polytechnic， Zhongshan 528404， China；

2.School of Information and Electronics， South China University of Technology， Guangzhou 510641， China；

3.Shenzhen Branch of Emerson Network Power Company Ltd.， Guangzhou 518057， China）

Abstract This paper designs a servocontrol system for mobile robots based on 32bit ARM7 microprocesser. The approach designs PI algorithm which suits biaxial wheel mobile robots servocontrol system， adopting PWM speed control and utilizing lightelectronic devices for feedbacking components to set up a closed motor servocontrol system. The system is tested on the selfdesigned XMU3 indoor intelligent mobile robots vehicle， which proves to be able to match the control accuracy requirements and meet the potential application platform needs of indoor service robot.

Key words biaxial wheel； servocontrol system； ARM7； PIalgorithm

一直以來， 移動機(jī)器人以其廣泛的應(yīng)用性和高技術(shù)性而備受關(guān)注[1].近年來移動機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)、自動化以及人工智能等交叉領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn).輪式移動機(jī)器人具備相對簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，靈活的運(yùn)動，便捷的操作，較高的效率[2].不僅在工業(yè)自動化、智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療等行業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，在智能家居、城市安全、空間探測領(lǐng)域等有害與危險(xiǎn)場合得到很好的應(yīng)用[34].伺服系統(tǒng)位于移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的底層，直接負(fù)責(zé)驅(qū)動電機(jī)、采集傳感器信息和人機(jī)交互[5]，是整個(gè)輪式移動機(jī)器人研發(fā)的核心部分之一，在理論研究和工程實(shí)踐方面都有重要意義[67].

由服務(wù)機(jī)器人代替人力完成家務(wù)勞動，將是一項(xiàng)具有良好應(yīng)用前景的高技術(shù)，特別是在21世紀(jì)中國即將步入老齡化社會，服務(wù)機(jī)器人市場前景廣闊[8].本課題研究的室內(nèi)服務(wù)自主式機(jī)器人的基礎(chǔ)應(yīng)用平臺已經(jīng)開發(fā)完成，本文的內(nèi)容對應(yīng)其雙軸輪伺服控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì).

1 XMU3移動……