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基于状态机的巡线机器人控制系统设计 |
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从上面的叙述可以看出，两臂悬挂式巡线机器人越障行为过程比较复杂，这给运动控制系统的设计带来了极大的困难。巡线机器人的运动控制系统主要完成两大任务：第一，控制电机完成相应的运动过程，达到需要的动态特性和稳定性要求。第二，运动过程中的保护及定位。本文主要讨论运动控制系统的保护及定位功能的设计与实现。通常而言，运动控制系统的上面两个功能主要有两种实现方法：基于软件的实现和基于硬件的实现。基于软件的实现方法灵活性高，可以实现较为复杂的算法，因而，运动控制系统的第一个功能一般由软件实现。但是基于软件的实现方法存在最大的缺点是可靠性不够高，响应速度较慢 。而巡线机器人运动控制系统的第二个功能即各种限位保护，意外处理，过流过载保护，零位调整等都需要较高的可靠性，用软件实现上述功能时，一旦软件出现诸如程序跑飞，死机等故障时，必然会对驱动电机和机器人机构造成很大的损坏。另一方面，机器人机构对运动控制系统的响应速度有较高的要求，当出现意外情况时，控制系统必须以最短的延时给出驱动电机相应的控制信号，以保护电机和机构。虽然基于实时操作系统的软件在实时性上有较大的提高，但是这在很大程度上取决于系统运行的任务数量，当任务数量较多时也存在响应速度慢的问题。与基于软件的实现方法相比较，基于硬件的实现方法可靠性高，响应速度快，但最大的缺点是灵活性不高，实现过程较为复杂。故不宜采用硬件去实现较为复杂的控制算法。
对运动控制系统中的第二个主要任务，比较适合采用硬件的方法实现。这主要是考虑到第二个功能要求较高的可靠性和响应速度，同时不需要复杂的运算，属于逻辑控制功能，比较适宜于采用硬件实现。
1.3 运动控制问题描述
就巡线机器人的运动控制系统中的保护及定位系统而言，其本质是根据传感器信号给出相应的电机控制信号。也就是说，电机保护及定位系统完成控制输入（传感器信号）到控制输出（电机控制信号）间的映射。电机保护及定位系统的特点决定了其非常适合于采用有限状态机进行设计。本新闻共 6页,当前在第 2页 1 2 3 4 5 6 |
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