毕业答辩-基于Kinetis的双足行走机器人控制系统设计.ppt

2019年11月15日11/15/2019,基于Kinetis的双足行走机器人 控制系统设计,专 业：机械设计制造及其自动化 汇报人： 导 师：,2019/11/15,答辩提纲,研究目的及意义,1,总体设计,控制系统软件设计,总结与展望,5,控制系统硬件设计,1.研究目的及意义,研究目的,机器人技术高度汇集了机械电子工程、计算机工程、材料工程、控制工程和人工智能等学科的最新科研成果 机器人作为反映一个国家综合科技实力的强弱的重要标志，开始从传统的工业应用向人类生活渗透 双足行走机器人较其他类型机器人而言拥有更强的环境适应性和更广阔的运动空间，能够与人类协同工作 中国要成为现代化、工业化的大国，发展机器人，尤其是双足行走机器人是十分必要的。,1.研究目的及意义,研究意义,为分析人类腿部生理结构，研制人形机器人提供坚实的理 论基础 推进双足行走机器人自学习控制方法、行走稳定性控制、动力学分析和步态规划的研究 用于嵌入式教学与实训，起到帮助理解、辅助教学和自我学习的作用 学生拥有广阔的个性化研究空间，对典型的机电一体化产品机器人建立全面深刻的理解,答辩提纲,研究目的及意义,1,总体设计,控制系统软件设计,总结与展望,5,控制系统硬件设计,2.总体设计,FSLBOT机械结构,厚1mm的铝合金钣金材料 强度高，承载能力强 重量轻，转动惯量小 比模量接近于钢材,2.总体设计,舵机控制特性,2.总体设计,硬件总体设计,机器人的控制系统由上位机+蓝牙串口+下位机组成 控制系统上位机发送动作代码给下位机，下位机接收上位机发送的控制信号并产生PWM波，控制机器人多个舵机旋转，使机器人完成规划的行走或转弯动作 通过触摸可以控制相应位置上LED小灯的亮灭,2.总体设计,软件总体设计,编写芯片底层模块的驱动程序，即把操作一系列寄存器的动作进行封装为标准接口函数，可以供其他外部程序调用 机器人控制算法：当串口没有接收到数据时，机器人保持直立姿势不动；若接收到数据，马上进行数值判断并调用动作库程序，执行设定好的动作 开发与MCU各模块驱动相兼容的上位机软件,答辩提纲,研究目的及意义,1,总体设计,控制系统软件设计,总结与展望,5,控制系统硬件设计,3.控制系统硬件设计,MK10DN512ZVLL10芯片结构图,MK10DN512ZVLL10是32位Kinetis系列微控制器的入门级产品 128KB的RAM 512KB的FLASH 100引脚 LQFP封装,3.控制系统硬件设计,3.控制系统硬件设计,3.控制系统硬件设计,控制系统原理图,3.控制系统硬件设计,PCB图,3.控制系统硬件设计,电路板正面,3.控制系统硬件设计,电路板反面,3.控制系统硬件设计,整体视图,答辩提纲,研究目的及意义,1,总体设计,控制系统软件设计,总结与展望,5,控制系统硬件设计,4.控制系统软件设计,K10驱动构件组织框架,用户应用程序主文件,I/O口驱动构件，包括gpio.c和gpio.h,看门狗驱动构件，包括wdog.c和wdog.h,串口驱动构件，包括uart.c和uart.h,系统配置文件，包括sys.c和sys.h,系统延时模块构件，包括delay.c和delay.h,LED小灯驱动构件，包括led.c和led.h,周期中断定时器驱动构件，包括pit.c和pit.h,Flex定时器驱动构件，包括ftm.c和ftm.h,触摸输入模块驱动构件，包括tsi.c和tsi.h,4路舵机驱动构件，包括motor.c和motor.h,MCU初始化代码,4.控制系统软件设计,程序架构,4.控制系统软件设计,PC端,开发语言：C# 开发软件：Microsoft Visual Studio 2010,4.控制系统软件设计,安卓端,4.控制系统软件设计,机器人控制示意图,4.控制系统软件设计,触摸感应-LED,4.控制系统软件设计,手机控制-前进,4.控制系统软件设计,电脑控制-左转,答辩提纲,研究目的及意义,1,总体设计,控制系统软件设计,总结与展望,5,控制系统硬件设计,5.总结与展望,1,5,4,熟悉Kineis K10芯片各模块寄存器的操作方法 完成了控制系统的硬件和软件设计 借助上位机软件与控制系统之间的通信，实现对机器人的实时控制,硬件电路设计时没有将控制电路供电和舵机供电分开，舵机同时运行时造成控制电路电压波动，导致芯片供电不足，后来用跳线将二者电路分开，问题得以解决。 跳线后舵机直接与电池相连，为了匹配