基于ARM9的嵌入式足球机器人运动控制系统

提出以S3C2410为主控芯片,对MCX314As进行控制的嵌入式足球机器人运动控制方案,分别设计系统的硬件和软件部分.通过对四轮全向机器人的运动学分析,得到机器人运动控制方案.实验证明,以本控制器作为ROBOCUP中型组机器人的底层运动控制系统,速度和位置控制精度等指标均达到了设计要求.     

基于LINUX的高速上芯机的运动控制

inux操作系统以其实时、可裁剪、稳定、源代码公开等特性在基于嵌入式微机系统的控制领域里得到了广泛的应用。本文主要讨论了如何使用GALILDMC - 994 0运动控制卡建立上芯机的运动控制函数接口,此设计方法也适用于使用其它牌子的运动控制卡的运动控制系统的运动控制接口设计。     

嵌入式助航灯具清洗机构控制系统设计

针对机场嵌入式助航灯具发光口自动清洗的需求,对嵌入式助航灯具清洗机构控制系统的方案进行设计;在控制系统需求分析的基础上,选用模块化设计方法,分别设计了以LM629微型控制器为核心的末端运动控制模块、以STM32F405RG为控制器的清洗控制单元模块、以工业相机为传感器的视觉检测模块;根据控制系统软件设计流程,实现清洗机构控制系统软件。实验结果表明:设计的嵌入式助航灯具清洗机构控制系统可实现灯具自动清洗,验证了控制系统的有效性与合理性,该系统具有良好的可维护性和可移植性,具有较好的工程应用推广价值。     

游戏手柄的超级任务

游戏手柄是用来玩游戏的，有没有想过还可以用它来控制键盘和鼠标呢?“JoyToKcy”就是一款用游戏手柄模拟键盘、鼠标的软件，只要经过一些简单的设置，就可以让游戏手柄做很多意想不到的事儿。     

基于ARM芯片的嵌入式运动控制系统设计

嵌入式智能运动控制技术包含了多个学科,它覆盖了嵌入式技术、计算机技术、智能控制技术、检测技术和运动控制技术等诸多方面.基于国内现状,本文设计了一套基于ARM和FPGA的嵌入式智能运动控制系统方案.文中讨论了工业运动控制器的主要组成结构,分析了在工业运动控制器中经常用到的关键技术,并给出了完整的软硬件结构设计.     

运动控制算法可重构机制

针对步进扫描光刻机运动控制系统调试和运行,提出了一种运动控制算法可重构的机制,实现运动控制算法和关键参数的在线修改;对比分析了不可重构与可重构运动控制软件的设计流程,指出了可重构的优势;为运动控制代码传输设计了VME总线通道并用FPGA实现总线接口,确保运动控制指令的高速稳定传输;设计了运动控制器运算核心DSP的外部接口和运行方式,确保运动控制算法的可控运行;实验结果表明DSP代码可从上位机下载运行,控制系统能灵活的重构运动控制算法,长时间运行稳定,大大提高了光刻机工件台控制系统调试的工作效率。     

基于DSP+FPGA架构的嵌入式运动控制平台设计

针对一体化转台控制所需的运动位置的高速采集与实时显示、多工作模式的运动轨迹和位置的实时控制以及远程控制的通信等要求,设计了一种基于DSP和FPGA的嵌入式运动控制平台.所设计的系统充分利用具有丰富外设资源和浮点运算能力的高性能DSP芯片作为主控制单元,并采用FPGA芯片Nios内核为协处理器实现良好的人机交互控制.实验结果表明,该系统具有高集成度、稳定等特点,已成功应用于一体化转台控制系统.     

基于S3C2440的嵌入式膝关节康复训练器控制系统

针对膝关节康复训练要求,以32位处理器S3C2440为核心控制单元,基于嵌入式Linux OS操作系统,设计了膝关节康复训练器的嵌入式控制系统,包括系统总体结构设计,硬件电路设计,嵌入式linux下驱动程序设计和基于Qt/Embedded的应用程序设计.实验研究表明:该嵌入式控制系统能控制康复训练器实现膝关节等速持续被动运动和等速主动抗阻运动,工作可靠,界面友好,操作便捷,对类似医疗器械的嵌入式控制系统设计有借鉴意义.     

基于切换参数PI控制器的运动控制系统设计与实现

为了提高运行控制系统的控制精度,减少运动过程中的震荡,提出一种基于切换参数PI控制器的运动控制系统;首先运动控制过程中考虑进行PI条件切换,然后利用回调函数,并加入滤波器进行平滑处理,构建了速度控制模块、伺服电机仿真模块,最后采用仿真实验对系统的进行仿真测试;仿真实验结果表明,该运动控制系统可以得到更快、更准确的运动结果,为运动控制系统的设计和调试提供了一种新的研究思路.     

嵌入式移动机器人目标搜集运动控制研究

本文基于移动机器人平台设计实现了核心嵌入式控制系统,采用上位机-下位机两级体系结构,开发了环境信息采集上位机软件及机器人运动控制下位机软件;通过激光测距仪实时测量与数据处理,实现机器人对环境目标的探测与感知,设计了电机控制器用于实现机器人运动控制;最后,针对目标搜集使命案例,验证了移动机器人对环境目标的自主探测与搜集的作业能力,实验结果表明：所设计的嵌入式控制系统及其运动控制器满足使命任务要求。     

Vision-Based Robotic Motion Control for Non-autonomous Environment

A visual servo control system with SOPC structure is implemented on a retrofitted Mitsubishi Movemaster RV-M2 robotic system. The hardware circuit has the functions of quadrature encoder decoding, limit switch detecting, pulse width modulation (PWM) generating and CMOS image signal capturing. The software embedded in Nios II micro processor has the functions of using UART to communicate with PC, robotic inverse kinematics calculation, robotic motion control schemes, digital image processing and gobang game AI algorithms. The digital hardware circuits are designed by using Verilog language, and programs in Nios II micro processor are coded with C language. An Altera Statrix II EP2S60F672C5Es FPGA chip is adopted as the main CPU of the development board. A CMOS color image sensor with 356 ×292 pixels resolution is selected to catch the environment time-varying change for robotic vision-based servo control. The system performance is evaluated by experimental tests. A gobang game is planned to reveal the visual servo robotic motion control objective in non-autonomous environment. Here, a model-free intelligent self-organizing fuzzy control strategy is employed to design the robotic joint controller. A vision based trajectory planning algorithm is designed to calculate the desired angular positions or trajectory on-line of each robotic joint. The experimental results show that this visual servo control robot has reliable control actions.     

基于Sigmoid函数的机器人鲁棒滑模跟踪控制系统设计

为了保证机器人能够在保持稳定的情况下,按照规划轨迹执行工作任务,从硬件和软件两个方面,设计了基于Sigmoid函数的机器人鲁棒滑模跟踪控制系统。装设机器人传感器与状态观测器,改装机器人鲁棒滑模跟踪控制器,完成系统硬件设计;综合机器人结构、运动机理和动力机制3个方面,构建机器人数学模型;根据状态数据采集结果与规划轨迹之间的偏差,计算机器人跟踪控制量;依据滑模运动与切换方程,利用Sigmoid函数生成机器人鲁棒滑模控制律,将生成控制指令作用在机器人执行元件上,实现系统的鲁棒滑模跟踪控制功能;在系统测试与分析中,所设计控制系统的平均位置跟踪控制误差为0.93 mm,与设定轨迹目标基本重合,机器人姿态角跟踪控制误差为0.06 mm,具有较好的鲁棒滑模跟踪控制效果,能够有效提高机器人鲁棒滑模跟踪控制精度。     

基于大数据聚类的智能探测机器人运动控制系统设计

为了减小智能探测机器人运动轨迹误差,实现精准控制,提高智能探测机器人运动控制效率,设计基于大数据聚类的智能探测机器人运动控制系统;采用TMS320LF2407A主控芯片,集成650 V功率管,在电感电流断续模式下工作,提供系统驱动能量,设置光电耦合器,处理控制信号发射,调整控制电路内部电流关系;选用6ES7214-1AG40-0XB0控制器以及信号和通信模块扩展,控制机器人运动轨迹,结合内部驱动装置,整合运动数据信息进行存储,实现运动控制系统硬件结构设计;通过调节程序开始数据,结合内部脉冲数据,构建软件平台管理模块,获取机器人运动轨迹数据;采用大数据聚类技术,建立控制系统大数据分布结构模型,模拟非线性时变LFM控制信号,提取特征并聚类运动轨迹数据,获取精准运动轨迹数据,减少运动轨迹偏差程度,完成运动控制系统软件设计;实验结果表明,基于大数据聚类的运动控制系统的运动轨迹误差较小,能够有效实现精准控制,提高运动控制效率.     

基于自适应模糊滑模控制的船舶航向控制器设计

针对船舶运动系统中固有的非线性、模型不确定性和风、浪、流等的干扰.提出了自适应模糊滑模控制(AFSMC)策略解决船舶的航向控制问题.通过采用模糊逻辑系统逼近系统未知函数,将滑模控制技术与自适应模糊控制技术相结合,设计了船舶航向AFSMC控制器.在滑模边界层内应用PI (proportional-integral)控制代替滑模控制中的切换项,削弱了滑模控制带来的抖振现象.借助李亚普诺夫函数证明了船舶运动系统中的信号都一致有界并利用Barbalat引理证明了跟踪误差渐近收敛到零.在参数摄动和外界干扰情况下进行了航向保持与改变仿真试验,采用AFSMC控制器得到了与无摄动和无干扰情况下相似的输出响应.实验结果表明,所提控制器能有效地处理系统不确定性和外界干扰,控制性能良好,具有很强的鲁棒性.     

基于嵌入式控制系统的视觉导引自动小车设计

以嵌入式系统为核心控制器,设计了基于视觉导引的自动小车系统。采用模块化硬件设计,分别开发了运动控制、步进电机移载、视觉导引、自动充电、安全避障、无线通信等各种硬件模块。研究了基于视觉的路径特征提取与识别,设计了分区导引控制算法实现小车自动循迹前进。在Linux操作系统环境下开发了控制系统软件和远程监控软件,最后完成了系统测试与调试。     

基于Android系统的家庭体感娱乐平台

介绍一款基于Android系统的家庭游戏主机,使用嵌入式ARM硬件平台开发,是汇集运动健身、体感互动、网络资讯、数字信息服务、电子商务等功能于一身的家庭体感娱乐平台。硬件方面使用TI公司的OMAP3515处理器;软件方面设计了方便移植的平台软件SDK;操控方面使用基于2．4G的无线体感手柄;显示方面选择家庭电视机作为显示终端。     

基于STFT的微创手术机器人运动控制系统设计

针对微创手术机器人运动过程受到信号干扰而导致机器入主从臂控制效果差、控制精度较低的问题,提出了基于STFT的微创手术机器人运动控制系统设计;主控制器通过蓝牙的无线传输方式与主机连接,采用I/O口模拟SCI硬件流控方式,实现MCU与蓝牙通信,为系统提供基础数据;设计时钟基准电路的并联振荡模式,方便失控程序重启;根据运动控制器结构,设计预留模数转换接口,并对机器人主从操作臂展开详细分析;使用基于STFT短时傅里叶变换方法抑制外界干扰,在LM629运动控制专用集成芯片支持下设计控制流程,完成基于STFT的微创手术机器人运动控制系统设计;设计对比实验,结果表明该系统与期望主臂运动轨迹的终点坐标(10 mm,-35 mm,45 mm)和从臂运动轨迹的终点坐标(18 mm,-45 mm,25 mm)一致,能够精准控制微创手术机器人运动精度,为医学手术智能化开展提供设备支持.     

基于AFSMC算法的飞机飞行姿态自适应滑模控制系统

传统飞机飞行姿态滑膜控制系统,存在飞机飞行姿态自适应系数稳定性差的问题,在控制过程中会受到多重因素影响,导致飞行姿态可控误差系数增大,需要辅助控制系统修正才能完成飞行姿态的控制操作;针对上述问题,提出基于AFSMC算法的飞机飞行姿态自适应滑模控制系统;系统硬件基于PID自适应滑模控制器,对飞机飞行姿态控制器进行结构设计;软件部分通过引入自适应滑模控制策略,对PID控制器姿态控制变量进行适配;引入AFSMC算法计算姿态控制器当前时间点下的运动控制方程,得到飞行姿态自适应滑模控制的最优量,完成基于AFSMC算法的飞机飞行姿态自适应滑模控制系统设计;实验结果表明,所设计系统能够在不同飞行工况下,对飞机飞行姿态作出准确控制,系统的整体控制精度范围为90%~97.4%,飞机飞行控制稳定性较好,有效提升了系统对飞机飞行姿态的控制准确度。     

基于嵌入式系统STM32的UUV通用运动控制层设计

为提高UUV分布式控制系统架构中运动控制层的通用性,依据分布式计算和模块化设计的原则,设计了一种基于嵌入式系统STM32的通用运动控制层架构;硬件电路设计以STM32F407ZGT6型芯片为核心微控制器,支持两路CAN总线进行层间通信和推进器控制,输出4路PWM进行舵机控制,对外提供多路RS232和RS485总线接口与各种传感器进行数据交互,并设计了一片IIC接口的掉电非易失EEPROM进行参数保存;软件设计实现CAN总线数据通信和X舵到十字舵的转换逻辑控制;经实验测试,该设计方案能够完成UUV的推进器推进功率控制和X舵的上下左右转向打舵控制,实现了与上层决策规划层进行1 Mbps速率的CAN总线数据通信;结果表明,该设计方案达到了运动控制层的设计目标,实现了具有较强通用性的UUV运动控制层设计.