張凱杰

【摘要】本文以高性能DSP處理器TMS320F2812為核心設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其目的在于為機(jī)器人提供一個(gè)可靠、開(kāi)放性強(qiáng)的控制系統(tǒng)。首先，硬件部分使用Altium Designer軟件繪畫(huà)電路圖和PCB板，共設(shè)計(jì)電源模塊、傳感器模塊、電機(jī)舵機(jī)模塊等。其次，軟件部分主要研究經(jīng)典PID控制、模糊控制等控制算法在機(jī)器人速度及轉(zhuǎn)向控制中的應(yīng)用，使控制系統(tǒng)可以滿(mǎn)足實(shí)時(shí)、高速、高精度控制的要求。最后利用單片機(jī)處理由外部硬件采集得到的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的壓縮、簡(jiǎn)化，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的控制。

【關(guān)鍵詞】TMS320F2818DSP;機(jī)器人;軟硬件設(shè)計(jì)

1.前言

機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置。它既可以接受人類(lèi)指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則行動(dòng)。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類(lèi)的工作。

如今，機(jī)器人發(fā)展的特點(diǎn)可概括為：橫向上，應(yīng)用面越來(lái)越寬。由95%的工業(yè)應(yīng)用擴(kuò)展到更多領(lǐng)域的非工業(yè)應(yīng)用。像手術(shù)、偵查，還有空間機(jī)器人、潛水機(jī)器人。縱向上，機(jī)器人的種類(lèi)會(huì)越來(lái)越多，像進(jìn)入人體的微型機(jī)器人，已成為一個(gè)新方向。本論文是基于TMS320F2812DSP的機(jī)器人設(shè)計(jì)，主要對(duì)機(jī)器人的自動(dòng)循跡，運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行了研究，與實(shí)際聯(lián)系緊密，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2.硬件設(shè)計(jì)

2.1 TMS320F2812的最小系統(tǒng)

本文使用的是Altium Designer10繪制電路圖，模擬硬件設(shè)計(jì)。

2.2 電源轉(zhuǎn)換

由于DSP的核心電壓為1.8V，I/O電壓3.3V，所以在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要將5V電源轉(zhuǎn)換再供電。因此使用了TI公司的TPS767D301高性能穩(wěn)壓芯片，此芯片是一款雙路低壓差電壓調(diào)整器，非常適合DSP應(yīng)用系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)。TPS767D301中的可調(diào)電壓調(diào)整器輸出可以1.5-5.5V范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種。調(diào)整主要是通過(guò)外接一個(gè)電阻取樣網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，加入了30.1K和16.9K的電阻達(dá)到輸出1.8V電壓的要求。

2.3 時(shí)鐘與復(fù)位電路

TMS320F2812 DSP的時(shí)鐘可以有兩種連接方式，即外部振蕩器方式和諧振器方式。本文采用的是外部有源時(shí)鐘方式，直接選擇一個(gè)3.3V供電的30MHz有源晶振實(shí)現(xiàn)。復(fù)位使用按鍵復(fù)位如圖1所示。

圖1 復(fù)位使用按鍵復(fù)位圖

圖2 電路圖

2.4 JTAG仿真接口電路

幾乎所有的高速控制器和可編程器件都配有標(biāo)準(zhǔn)仿真接口JTAG，F(xiàn)2812也不例外。JTAG掃描邏輯電路用于仿真和測(cè)試，采用JTAG可實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)仿真，同時(shí)也是調(diào)試過(guò)程裝載數(shù)據(jù)、代碼的唯一通道。通過(guò)JTAG接口可將仿真器與目標(biāo)系統(tǒng)相連接。為了與仿真器通信，DSP控制板必須帶有14引腳的雙排直插管座。

2.5 AD輸入電路

DSP內(nèi)置16通道12位ADC，可配置為2個(gè)獨(dú)立的8通道模塊，分別服務(wù)于事件管理器A和B，可接受的AD信號(hào)在0-3V。電路如圖2所示。

2.6 通信模塊

2.6.1 串行通信電路設(shè)計(jì)

TMS320F2812芯片內(nèi)部集成了一個(gè)串行通信接口（SCI）模塊，該模塊是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的通用異步接收/發(fā)送（UART）通信接口，通信接口有SCITXD（SCI發(fā)送輸出引腳）和SCIRXD（SCI接收輸入引腳）兩個(gè)外部引腳，引腳的信號(hào)電平為T(mén)TL類(lèi)型。而DSP串口的異步串行通信基于RS232標(biāo)準(zhǔn)，本文使用的MAX232芯片專(zhuān)門(mén)為電腦的RS232標(biāo)準(zhǔn)串口的設(shè)計(jì)電路，使用+5V供電。

其與DSP的接口電路如圖3所示。

2.6.2 無(wú)線(xiàn)通信電路設(shè)計(jì)

nRF905無(wú)線(xiàn)芯片是有挪威NORDIC公司出品的低于1GHz無(wú)線(xiàn)數(shù)傳芯片，主要工作于433MHz、868MHz和915MHz的ISM頻段。芯片內(nèi)置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等功能模塊，輸出功率和通信頻道可通過(guò)程序進(jìn)行配置。非常適合于低功耗、低成本的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其引腳如圖4所示所示。

與DSP連接電路圖如圖5所示。

2.7 傳感器模塊

本文采用灰度傳感器用來(lái)檢測(cè)機(jī)器人自身位置，灰度傳感器是模擬傳感器，灰度傳感器利用光敏電阻對(duì)不同顏色的檢測(cè)面對(duì)光的反射程度不同，其阻值變化在的原理進(jìn)行顏色深淺檢測(cè)?；叶葌鞲衅饔幸恢话l(fā)光二極管和一只光敏電阻，安裝在同一面上。在有效的檢測(cè)距離內(nèi)，發(fā)光二極管發(fā)出白光，照射在檢測(cè)面上，檢測(cè)面反射部分光線(xiàn)，光敏電阻檢測(cè)此光線(xiàn)的強(qiáng)度并將其轉(zhuǎn)換為機(jī)器人可以識(shí)別的信號(hào)。

在灰度傳感器背面，有三個(gè)開(kāi)關(guān)，分別控制紅、白、綠3種顏色的發(fā)光二極管?？梢愿鶕?jù)使用場(chǎng)合，選擇使用的顏色，這樣就可以使機(jī)器人可以識(shí)別出不同顏色的尋跡線(xiàn)。引出的三根導(dǎo)線(xiàn)分別是電源線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)、與地線(xiàn)。通過(guò)對(duì)信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，就可以對(duì)灰度傳感器面前的顏色進(jìn)行判斷，從而控制機(jī)器人的行進(jìn)。實(shí)際的電路中，灰度傳感器的電源端實(shí)際上是通過(guò)一個(gè)電位器，調(diào)整其工作電壓。通過(guò)對(duì)其工作電壓的調(diào)整，可以同時(shí)調(diào)節(jié)灰度傳感器上發(fā)光二極管的亮度。這樣，機(jī)器人就可以在外界環(huán)境光線(xiàn)亮度不同的情況下，正常尋跡。

被光敏電阻接收，電阻減小，輸出為高電位，（電壓上升）。紅外線(xiàn)發(fā)射管向表面黑色的物體發(fā)射紅外線(xiàn)，表面為黑色物體，反射紅外線(xiàn)光很弱。則接受不到紅外線(xiàn)光。電阻很大，S點(diǎn)當(dāng)接入時(shí)，紅外線(xiàn)發(fā)射管，向正前方的物體發(fā)射紅外線(xiàn)光，通過(guò)物體表面反射。反射回紅外線(xiàn)光為低電位（電壓很低）。

圖6 開(kāi)關(guān)電路圖

圖8 電路圖

2.8 電源模塊

本文采用的4944026-004 ABB型號(hào)的機(jī)器人電池，輸出電壓為7.2V的鎳氫電池。

各個(gè)供電模塊的電路繪制：機(jī)器人電源設(shè)計(jì)中要使其具備有集成度高、體積小等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并且也應(yīng)有安全、穩(wěn)定、承載電流大等功能特點(diǎn)。

（1）開(kāi)關(guān)電路（如圖6所示）

（2）充電電路（如圖7所示）

（3）DSP供電

本文使用的TMS320C2812使用輸入VCC為3.3V和1.8V，所以需將7.2V的電源轉(zhuǎn)換為5V，再用TPS767D301這個(gè)專(zhuān)為DSP供電的可調(diào)電壓芯片，轉(zhuǎn)換到3.3V和1.8V為DSP供電。5V轉(zhuǎn)換使用低壓差正電壓調(diào)節(jié)器，電路如圖8所示。

DSP使用電壓3.3V和1.8V的轉(zhuǎn)換電路可參考本文第三章的TMS320F2812最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的片外電源設(shè)計(jì)。

3.軟件設(shè)計(jì)

3.1 控制方法分析

（1）經(jīng)典控制：經(jīng)典控制方法最典型的就是PID控制。PID控制器由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成。其輸入e（t）與輸出u（t）的關(guān)系為：

u（t）=kp[e（t）+1/TI∫e（t）dt+TD*de（t）/dt]

它的傳遞函數(shù)為：

G（s）=U（s）/E（s）=kp[1+1/（TI*s）+TD*s]

比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)成比例關(guān)系。當(dāng)僅有比例控制時(shí)系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱(chēng)這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱(chēng)有差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項(xiàng)”。積分項(xiàng)對(duì)誤差取決于時(shí)間的積分，隨著時(shí)間的增加，積分項(xiàng)會(huì)增大。這樣，即便誤差很小，積分項(xiàng)也會(huì)隨著時(shí)間的增加而加大，它推動(dòng)控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進(jìn)一步減小，直到等于零。

因此，比例+積分（PI）控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的微分（即誤差的變化率）成正比關(guān)系。自動(dòng)控制系統(tǒng)在克服誤差的調(diào)節(jié)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件或有滯后組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。這就是說(shuō)，在控制器中僅引入“比例”項(xiàng)往往是不夠的，比例項(xiàng)的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項(xiàng)”，它能預(yù)測(cè)誤差變化的趨勢(shì)，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負(fù)值，從而避免了被控量的嚴(yán)重超調(diào)。所以對(duì)有較大慣性或滯后的被控對(duì)象，比例+微分（PD）控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)特性。

（2）模糊控制：所謂模糊控制，就是在被控制對(duì)象的模糊模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用模糊控制器近似推理手段，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的一種方法，模糊模型是用模糊語(yǔ)言和規(guī)則描述的一個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及性能指標(biāo)。

模糊控制的基本思想是用機(jī)器去模擬人對(duì)系統(tǒng)的控制.它是受這樣事實(shí)而啟發(fā)的：對(duì)于用傳統(tǒng)控制理論無(wú)法進(jìn)行分析和控制的復(fù)雜的和無(wú)法建立數(shù)學(xué)模型的系統(tǒng)，有經(jīng)驗(yàn)的操作者或?qū)＜覅s能取得比較好的控制效果，這是因?yàn)樗麄儞碛腥辗e月累的豐富經(jīng)驗(yàn)，因此人們希望把這種經(jīng)驗(yàn)指導(dǎo)下的行為過(guò)程總結(jié)成一些規(guī)則，并根據(jù)這些規(guī)則設(shè)計(jì)出控制器。然后運(yùn)用模糊理論，模糊語(yǔ)言變量和模糊邏輯推理的知識(shí)，把這些模糊的語(yǔ)言上升為數(shù)值運(yùn)算，從而能夠利用計(jì)算機(jī)來(lái)完成對(duì)這些規(guī)則的具體實(shí)現(xiàn)，達(dá)到以機(jī)器代替人對(duì)某些對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制的目的[10]。

模糊邏輯用模糊語(yǔ)言描述系統(tǒng)，既可以描述應(yīng)用系統(tǒng)的定量模型也可以描述其定性模型，模糊邏輯可適用于任意復(fù)雜的對(duì)象控制。但在實(shí)際應(yīng)用中模糊邏輯實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的應(yīng)用控制比較容易，簡(jiǎn)單控制是指單輸入單輸出系統(tǒng)（SISO）或多輸入單輸出系統(tǒng)（MISO）的控制。因?yàn)殡S著輸入輸出變量的增加，模糊邏輯的推理將變得非常復(fù)雜。

3.1.1 轉(zhuǎn)向控制方案

在道路識(shí)別模塊給出路況識(shí)別后，轉(zhuǎn)向控制算法的優(yōu)劣決定了機(jī)器人能否尋跡前進(jìn)。本文選擇模糊控制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)方向舵機(jī)的控制，此方法響應(yīng)快，超調(diào)小且能夠有較好的魯棒性。模糊控制算法處理過(guò)程分為3個(gè)環(huán)節(jié)：模糊化、模糊推理以及反模糊化。

3.1.2 車(chē)速控制方案

考慮到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和DSP處理數(shù)據(jù)的響應(yīng)速度，由于模糊推理需要進(jìn)行大量矩陣計(jì)算，而運(yùn)動(dòng)時(shí)需要指令具有快速和實(shí)時(shí)性，所以?xún)H對(duì)方向控制采取模糊控制，而車(chē)速控制采用成熟的PID控制。

3.1.3 傳感器隨動(dòng)舵機(jī)控制方案

傳感器隨動(dòng)舵機(jī)用來(lái)控制裝有發(fā)射器和接收管的傳感器PCB電路板，由于傳感器數(shù)量較多，所以對(duì)其控制精度要求不高，采用開(kāi)環(huán)比例控制即可滿(mǎn)足要求。

最終，根據(jù)實(shí)際情況和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的原則，僅在方向控制上采用了模糊控制，其他模塊仍沿用傳統(tǒng)PID控制。

3.2 基于模糊控制的智能尋跡控制設(shè)計(jì)

3.2.1 轉(zhuǎn)向模糊控制

模糊控制器有三個(gè)功能模塊：模糊化模塊、模糊推理模塊、反模糊化模塊，在對(duì)模型車(chē)轉(zhuǎn)向的控制中，選取傳感器對(duì)所測(cè)信號(hào)的偏移誤差E、誤差的變化量EC為輸入，對(duì)方向舵機(jī)的控制量u為輸出。按照模糊集能較好覆蓋論域和提高控制性能的原則，選取E和u的模糊集均為{LB，LM，LS，0，RS，RM，RB}，其中LB=left big，表示左轉(zhuǎn)急彎。LM=left middle，表示左轉(zhuǎn)略急彎。LS=left small，表示左轉(zhuǎn)緩彎。0表示直行。選取EC的模糊集為{N，0，P}，N=negative，表示負(fù)向大偏差。P=positive，表示正向偏差。

（1）編碼：將基本變量基本論域映射到對(duì)應(yīng)模糊集論域的過(guò)程稱(chēng)為編碼

根據(jù)轉(zhuǎn)彎時(shí)傳感器接收信號(hào)的實(shí)際情況，并在查閱一些相關(guān)資料后，確定對(duì)E的編碼如表1所示。

則論域E為{-5，-4，-3，-2，-1，0，+1，+2，+3，+4，+5}?？紤]到采樣速度快，傳感器搖頭舵機(jī)的響應(yīng)速度遠(yuǎn)小于采樣速度，所以取EC的論域?yàn)閧-1，0，+1}。再取輸出u論域?yàn)閧-5，-4，-4，-2，-1，0，1，2，3，4，5}。

（2）確定模糊變量賦值表

模糊變量誤差E、誤差變化EC及控制量u的模糊集合論域確定后，須對(duì)模糊語(yǔ)言變量確定隸屬函數(shù)，即所謂對(duì)模糊變量賦值，就是確定論域內(nèi)元素對(duì)模糊語(yǔ)言變量的隸屬度。根據(jù)查閱文獻(xiàn)資料以及相關(guān)論壇資料，確定賦值表如表2所示。

表1

表3 模糊變量E和u的賦值表

-1 0 1

N 1 0 0

0 0 1 0

P 0 0 1

（3）建立模糊規(guī)則表

本文系統(tǒng)有兩個(gè)輸入E和EC，參考部分相關(guān)文獻(xiàn)，初步確定轉(zhuǎn)向控制模糊規(guī)則表如表4所示（此規(guī)則可根據(jù)調(diào)試過(guò)程做修改）：

表4

EC ? ? ? ? ? ? E ? ? ? ? ? ? ? LB LM ? ? ? ? LS 0 ? RS RM RB

N LM LS 0 0 0 RS RM

0 LM LS 0 0 0 RS RM

P LB LM LS 0 RS RM RB

（4）模糊推理

推理方法有很多種，本文使用MAX-MIN法，根據(jù)MAX-MIN法的原理，每一條規(guī)則的強(qiáng)度等于前件中的最小值并上后件中相應(yīng)語(yǔ)言值時(shí)的隸屬度。公式表達(dá)為：

其中，表示min。

MAX-MIN法規(guī)定，對(duì)于相同輸入在不同規(guī)則下的隸屬度，模糊輸出取其最大值。最終結(jié)論是由綜合推理結(jié)果，，…得到的，即：

其中，表示max。

根據(jù)以上以上推理過(guò)程，求得不同輸入下的輸出U模糊子集共計(jì)33個(gè)。

1）E=-5，EC=-1，u=0.33/-4+1/3+0.33/-2;

2）E=-5，EC=0，同1）;

3）E=-5，EC=1，u=1/-5+0.67/-4;

4）E=-4，EC=-1，u=0.33/-4+0.67/-3+0.33/-2+0.33/-1;

5）E=-4，EC=0，同4）;

6）E=-4，EC=1，u=0.67/-5+0.67/-4+0.33/-3+0.33/-2;

7）E=-3，EC=-1，u=0.67/-2+0.67/-1;

8）E=-3，EC=O，同7）;

9）E=-3，EC=1，u=0.33/-4+1/-3+0.33/-2;

10）E=-2，EC=-1，u=0.33/-2+0.33/-1+0.67/0;

11）E=-2，EC=0，同10）;

12）E=-2，EC=1，u=0.33/-4+0.33/-3+0.67/-2+0.67/-1;

13）E=-1，EC=-1，u=0.33/-1+0.67/0+0.33/1;

14）E=-1，EC=O，同13）;

15）E=-1，EC=1，u=0.67/-2+0.67/-1+0.33/0+0.33/1;

16）E=0，EC=-1，u=0.33/-1+1/0+0.33/1;

17）E=0，EC=O，同16）;

18）E=0，EC=1，同16）;

19）E=1，EC=-1，u=0.33/-1+0.67/0+0.33/1;

20）E=1，EC=0，同19）;

21）E=1，EC=1，u=0.33/-1+0.33/0+0.67/1+0.67/2;

22）E=2，EC=-1，u=0.33/-1+0.67/0+0.33/1+0.33/2;

23）E=2，EC=O，同22）;

24）E=2，EC=1，u=0.67/1+0.67/2+0.33/3+0.33/4;

25）E=3，EC=-1，u=0.67/1+0.67/2;

26）E=3，EC=0，同25）;

27）E=3，EC=1，u=0.33/2+1/3+0.33/4;

28）E=4，EC=-1，u=0.33/1+0.33/2+0.67/3+0.33/4;

29）E=4，EC=0，同28）;

30）E=4，EC=1，u=0.33/2+0.33/3+0.67/4+0.67/5;

31）E=5，EC=-1，u=0.33/2+1/3+0.33/4;

32）E=5，EC=0，同31）;

33）E=5，EC=1，u=0.67/4+1/5;

（5）反模糊化

反模糊化有多種方法，最常用的是最大隸屬度法和重心法。

最大隸屬度法簡(jiǎn)單易行，算法實(shí)時(shí)性號(hào)，這種方法突出了隸屬度最大元素的控制作用，對(duì)于隸屬度較小的控制作用沒(méi)有考慮，利用信息量少。

在要求較高的系統(tǒng)中，反模糊化一般采用重心法，即求所有模糊輸出量的重心。計(jì)算公式如下：

針對(duì)33種不同輸入，由上述公式和所求模糊集，取整后可以將控制輸出的精確量制成表格以供查詢(xún)，稱(chēng)為控制表或查詢(xún)表（如表5所示）。

對(duì)于TMS320F2812DSP，由于C擁有對(duì)數(shù)組和表格強(qiáng)大的編程能力，所以對(duì)轉(zhuǎn)向的模糊控制采用查表法實(shí)現(xiàn)。將變量的編碼表和輸出控制表以數(shù)組的形式輸入，屆時(shí)只需使用查表指令便可得出值，再乘以對(duì)應(yīng)的量化因子即可對(duì)舵機(jī)予以控制。

3.2.2 對(duì)車(chē)速的PID控制

本文采用增量式PID，增量式算法的優(yōu)點(diǎn)是：（1）數(shù)字調(diào)節(jié)器只是輸出增量，計(jì)算機(jī)誤動(dòng)作時(shí)造成的影響比較小。（2）手動(dòng)-自動(dòng)切換沖擊小。（3）算式中不需要累加，增量只與最近的幾次采樣值有關(guān)，容易獲得較好的控制效果。由于式子中沒(méi)有累加，消除了當(dāng)偏差存在時(shí)發(fā)生飽和的危險(xiǎn)。

增量式PID控制算法公式為：

其中：

由上式可以看出，如果計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)采用恒定的采樣周期T，一旦確定A、B、C，只要使用前后三次測(cè)量的偏差值，就可以求出控制量。

增量式PID控制算法與位置式PID算法相比，計(jì)算量小得多，因此在實(shí)際中得到廣泛的應(yīng)用。

速度控制部分的部分代碼如下：

e[2]=expectedspeed-speed;

if（speed>expectedspeed+3&&（yuanpai_state[1]<=3||yuanpai_state[1]>=19））

{DIANJI=0;

//急彎超速較多時(shí)，電機(jī)最快反轉(zhuǎn)剎車(chē)

SHACHE=SHACHE_LIMIT;

}

else if（speed>expectedspeed）

{DIANJI=0;

SHACHE=SHACHE_LIMIT/2;

//超速不多時(shí)，反轉(zhuǎn)速度減緩

}

else （speed<=expectedspeed）

{SHACHE=0;

uk=a*e[2]-b*e[1]+c*e[0];

//速度為達(dá)到設(shè)定時(shí)，用PID算法

}

if（uk>400）uk=400;

//速度限幅

if（uk<0）uk=0;

if（SHACHE==0）{DIANJI=uk;SHACHE=0;}

e[0]=e[1];

e[1]=e[2];

3.2.3 對(duì)傳感器隨動(dòng)舵機(jī)的開(kāi)環(huán)控制

由于安裝有多個(gè)傳感器，所以其探測(cè)范圍較大，傳感器只需大體上隨轉(zhuǎn)彎方向轉(zhuǎn)動(dòng)，就可以實(shí)現(xiàn)道路探測(cè)，對(duì)于隨動(dòng)舵機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)精度并沒(méi)有精確的要求。根據(jù)調(diào)試情況，在傳感器返回不同信號(hào)時(shí)，給定隨動(dòng)舵機(jī)一個(gè)增量式輸出值，不僅可以防止計(jì)算機(jī)誤操作時(shí)發(fā)生巨大的偏差，而且很好的滿(mǎn)足了舵機(jī)輸出的要求。隨動(dòng)控制部分代碼如下：

switch（yuanpai_state[1]）{

case -1：{

SUIDONG+=21;break;}

case 0：{

SUIDONG+=21;break;}

case 1：{

SUIDONG+=18;break;}

case 2：{

SUIDONG+=15;break;}

·

·

·

case 22：{

SUIDONG-=21;break;}

case 23：{

SUIDONG-=21;break;}

default：break;

}

參考文獻(xiàn)

[1]張培仁，張志堅(jiān)，鄭旭東，等.基于16/32位DSP機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[2]蘇奎峰，呂強(qiáng)，耿慶鋒，等.TMS320F2812原理與開(kāi)發(fā)[M].北京：電子工業(yè)出社，2005.4.

[3]張義和.Altium Designer完全電路設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.7.

[4]陳繼榮.智能電子創(chuàng)新制作：機(jī)器人制作入門(mén)[M].北京：科學(xué)出版社，2007.10.

[5]楊林權(quán).機(jī)器人足球競(jìng)賽與設(shè)計(jì)技術(shù)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009.

[6]何效飛.四輪全向移動(dòng)足球機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究[D].廣州：廣東工業(yè)大學(xué)，2012

[7]TexasInstrument.Dual-Output Low Dropout Voltage Regulators with Power-Up Sequencing for Split Voltage DSP Systems[M].2007.

[8]ISSI.IS61LV51216[J]Datasheet Manual，2005.12.