專利名稱：足球機器人低層控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
足球機器人低層控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型涉及的是足球機器人的低層控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
足球機審人是一種典型的智能機器人系統(tǒng)，其基本任務(wù)是 接收主控系統(tǒng)的無線發(fā)射運動控制指令，驅(qū)動小車左、右車輪 按規(guī)劃路徑運行，實現(xiàn)其比賽任務(wù)?，F(xiàn)有的足球機器人的低層
控制系統(tǒng)采用的是8位單片機或16位單片機作為微控制器， 其智能PID控制由軟件編程來完成。這一現(xiàn)有技術(shù)存在的主要 技術(shù)問題是程序編制困難，存在復(fù)雜的運行算法的軟件瓶頸 問題，影響了系統(tǒng)的快速反應(yīng)能力，系統(tǒng)的靈敏度低，而且系 統(tǒng)升級較為困難。 實用新型內(nèi)審
本實用新型的發(fā)明目的在于由硬件承擔(dān)智能PID自適應(yīng) 控制、從而鱒化軟件設(shè)計，提供一種系統(tǒng)響應(yīng)速度快、動態(tài)品 質(zhì)好的足球機器人低層控制系統(tǒng)。本實用新型的足球機器人低 層控制系統(tǒng)但括有微處理中央控制單元、ID編碼單元和無線 接收單元和低層左右輪的運行操縱單元，其中的運行操縱單元 包括有左右輪運動控制器、兩個運行輪的電機驅(qū)動器；其微處 理中央控制單元由微處理芯片LPC2132構(gòu)成；左右輪兩運行控 制器由內(nèi)置PID算法的可編程全數(shù)字運動控制芯片LM629構(gòu) 成，其數(shù)據(jù)口線與指令接收/發(fā)送口線分別和微處理器的一組 數(shù)據(jù)口線與指令口線連接；其電機驅(qū)動器由恒壓恒流雙H橋式 驅(qū)動芯片構(gòu)成，其兩路電機輸出引腳分別與左右運行輪電機連 接，每路運行控制器的兩路脈寬調(diào)頻輸出端分別與恒壓恒流雙
H橋式驅(qū)動芯片的兩路輸入引腳連接。
本實用新型所公開的足球機器人低層控制系統(tǒng)技術(shù)方 案，采用了勸能強大的32位微處理器ARM芯片作為足球機器 人的核心控制芯片，并配備了運動控制芯片，實現(xiàn)其智能PID 自適應(yīng)控制，從而簡化其軟件設(shè)計，解決了復(fù)雜運行算法的瓶 頸問題，滿足了系統(tǒng)響應(yīng)速度快、超調(diào)量小、實時性好、良好 動態(tài)品質(zhì)、可靠性高的高性能需求，而且具有硬件集成度高的 優(yōu)點。 附圉說明
圖1是本實用新型足球機器人低層控制系統(tǒng)的電路組成
框圖
圖2是一路運行控制器與微處理器連接的電路圖 圖3是傲處理器與運行操縱單元的電路結(jié)構(gòu)原理圖 圖4是無線接收單元與微處理器的電路連接圖。 具體實旌方式
本實用新型的足球機器人低層控制系統(tǒng)的電路構(gòu)成如圖 所示，本足球機器人低層控制系統(tǒng)包括有微處理中央控制單 元、ID編碼單元、無線接收單元和控制低層左右運行輪的運 行操縱單元，其低層左右運行輪的運行操縱單元由控制左右輪 運行的兩路運動控制器、控制驅(qū)動電機的電機驅(qū)動器及速度檢 測器構(gòu)成。其中的微處理中央控制單元和其運動控制器分別選 用的是微處理器芯片LPC2132和可編程全數(shù)字運動控制器芯 片LM629,其中的兩路可編程全數(shù)字運動控制器芯片LM629(R) 和LM629 (U分別作為控制低層左右輪的運動控制器芯，可 編程全數(shù)字運動控制器芯片LM629中內(nèi)置PID算法，與微處理 器芯片LPC2132通信連接配合，進行智能PID控制。每一運動 控制器芯片UI629的數(shù)據(jù)口線DATA與微處理器芯片LPC2132
的一組數(shù)據(jù)口線連接，其指令口線片選CS、數(shù)據(jù)讀寫WR.RD、 信息輸出HI等與微處理器芯片的指令引腳相連接；電機驅(qū)動 器由恒壓恒流雙H橋式2A驅(qū)動芯片L298構(gòu)成，其兩路電機輸 出端0UT1、 OUT2和OUT3、 0UT4分別連接左右輪直流伺脹驅(qū)動 電機Ml、 M2，用于控制左、右輪的正、反轉(zhuǎn)或停轉(zhuǎn)，其使能 控制端ENA、 ENB受控連接于微處理器芯片的兩指令口線 P0.28、 P0. 29,其電流反饋引腳SENSEA、 SENSEB與其接地口線 同時接地連接，兩運動控制器芯片LM629 (R)、 LM629 (L) 的脈寬調(diào)制控制口線PWM (S)、 PWM (M)輸出連接至芯片L298 的兩路輸入口線IN1、 IN2和IN3、 IN4;兩運動控制器芯片的 四倍頻信號口線A、B分別連接于直流伺服電機Ml、 M2內(nèi)部的 測速編碼器上，構(gòu)成所述的速度檢溯單元。本實施例中的無線 接收單元由低功耗超高頻數(shù)據(jù)接收模塊芯片BIM433或BIM418 及其外圍電賂構(gòu)成，其體積小，只接少許外圍電路即可工作， 該芯片與微處理器芯片串行數(shù)據(jù)口線RXD1連接，其發(fā)射允許 口線15腳置高，其接收允許口線16置低，設(shè)置為接收功能， 其載波測試口線11受控于微處理器的一 I/O 口線Pl. 16。
微處理器芯片由無線接收單元接收到主控系統(tǒng)的無線發(fā) 送信息后，進行數(shù)據(jù)處理，然后通過數(shù)據(jù)口線把處理數(shù)據(jù)傳送 至運動控制審LM629 (R)、 LM629 (L),經(jīng)其內(nèi)部梯形圖發(fā)生 器
權(quán)利要求1、一種足球機器人低層控制系統(tǒng)，包括有微處理中央控制單元、ID編碼單元和無線接收單元和低層左右輪的運行操縱單元，其特征在于其中的運行操縱單元包括有左右輪運動控制器、兩個運行輪的電機驅(qū)動器；其微處理中央控制單元由微處理芯片LPC2132構(gòu)成；左右輪兩運行控制器由內(nèi)置PID算法的可編程全數(shù)字運動控制芯片LM629構(gòu)成，其數(shù)據(jù)口線與指令接收/發(fā)送口線分別和微處理器的一組數(shù)據(jù)口線與指令口線連接；其電機驅(qū)動器由恒壓恒流雙H橋式驅(qū)動芯片構(gòu)成，其兩路電機輸出引腳分別與左右運行輪電機連接，每路運行控制器的兩路脈寬調(diào)頻輸出端分別與恒壓恒流雙H橋式驅(qū)動芯片的兩路輸入引腳連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的足球機器人低層控制系統(tǒng)， 其特征在于其中還包括電機速度檢測單元，它由兩運動控制 器芯片的四倍頻信號口線(A、 B)分別連接于左右輪驅(qū)動電機(Ml、 M2)內(nèi)部的淵速編碼器上構(gòu)成。
專利摘要為解決現(xiàn)有的足球機器人低層控制系統(tǒng)存在的內(nèi)部程序設(shè)計復(fù)雜、反映能力差、靈敏度低等技術(shù)問題，本實用新型提供了一種足球機器人低層控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由有LPC2132微處理器及其ID編碼單元、無線接收單元和低層左右輪的運行操縱單元構(gòu)成，其低層左右運行輪的運行操縱單元包括有左右控制的運動控制器LM629和兩運行輪電機驅(qū)動器構(gòu)成。其32位微處理器ARM芯片功能強大，與其配備的運動控制芯片，實現(xiàn)了智能PID自適應(yīng)控制，從而簡化其軟件設(shè)計，解決了復(fù)雜運行算法的瓶頸問題，具有響應(yīng)速度快、超調(diào)量小、實時性好、良好動態(tài)品質(zhì)等技術(shù)特點。
文檔編號A63H13/04GK201058236SQ200720011968
公開日2008年5月14日 申請日期2007年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月28日
發(fā)明者福 程, 馬英慶 申請人:遼寧機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院