[实用新型]基于直流电机双闭环调速的两轮机器人运动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人控制系统技术领域，尤其涉及基于直流电机双 闭环调速的两轮机器人运动控制系统。

背景技术

轮式机器人是以驱动轮子来带动机器人进行移动和工作的机器人，由 于其具有自重轻、承载大、机构简单、驱动和控制相对方便、行走速度快、 工作效率高等特点，从而被广泛应用。随着科技发展对机器人的自主智能 化的需求，如何控制轮式机器人按照我们需要的方式进行移动和精准的动 作，即对轮式机器人的运动控制是十分重要的一个环节。

直流电机双闭环调速系统是各种进行运动控制调速系统的基础。其 具有两个调节器分别调节电流和转速，克服了单闭环调速系统用一个调节 器综合多种信号，导致各参数相互影响等缺点，具有良好的静态特性和动 态特性，起步时间短、超调量小、并且抗扰动能力强等优点。但是双闭环 直流调速系统在设计和调试过程中有大量的参数需要调整，运用传统的设 计方法工作量大，调试困难，并且两轮轮式机器人本质上具有饱和非线性 问题，因此增加了基于直流电机双闭环调速系统的两轮机器人运动控制系 统设计的难度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种基于直流电机双闭环调速的两轮机器 人运动控制系统。

本实用新型是这样实现的，基于直流电机双闭环调速的两轮机器人运 动控制系统，包括核心控制器、电流采集模块、H桥电路电机驱动模块和 电机组模块，所述核心控制器包括上位机和底层DSP控制器，所述底层DSP 控制器包括ADC接口、正交解码电路和PWM发生器，所述电流采集模块 包括ADC模块和编码器，所述上位机通信连接所述底层DSP控制器，所 述底层DSP控制器上的ADC接口连接ADC模块，正交解码电路连接编码 器，PWM发生器连接H桥电路电机驱动模块，H桥电路电机驱动模块连接 电机组模块，电机组模块连接电流采集模块。

进一步的，所述上位机通过SCI串口通信连接所述底层DSP控制器。

进一步的，所述ADC模块对电机组模块的电枢电流进行检测采集。

本实用新型提供的基于直流电机双闭环调速的两轮机器人运动控制系 统的优点在于：提供了一种能够克服两轮轮式机器人由于饱和非线性导致 的失控的两轮机器人运动控制系统，该系统采用直流电机电枢电流和转速 的双闭环控制为调速系统，具有直流电机调速起步快、超调量小、并且抗 扰动能力强等优点，以及底层控制器采用了以驱动电流控制直流电机的加 速度特性的驱动系统，能实现双闭环直流调速系统动态参数可调，以此来 实现机器人驱动。

附图说明

图1为本实用新型基于直流电机双闭环调速的两轮机器人运动控制系 统的模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，图1为本实用新型基于直流电机双闭环调速的两轮机器人 运动控制系统的模块结构示意图。

所述基于直流电机双闭环调速的两轮机器人运动控制系统，包括核心 控制器10、电流采集模块20、H桥电路电机驱动模块30和电机组模块40， 所述核心控制器10包括上位机11和底层DSP控制器12，所述底层DSP 控制器12包括ADC接口121、正交解码电路122和PWM发生器123，所 述电流采集模块20包括ADC模块21和编码器22，所述上位机11通信连 接所述底层DSP控制器12，所述底层DSP控制器12上的ADC接口121 连接ADC模块21，正交解码电路122连接编码器22，PWM发生器123连 接H桥电路电机驱动模块30，H桥电路电机驱动模块30连接电机组模块 40，电机组模块40连接电流采集模块20。

所述上位机11通过SCI串口通信连接所述底层DSP控制器12。

所述ADC模块21对电机组模块40的电枢电流进行检测采集。