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基于DSP仿人机器人关节控制器电路设计

2022-06-09 12:37分类:电路图 阅读:

 

  仿人机器人具备可移动化,具备许多的可玩性,包含手臂、头颈、腹部、两腿等,能够进行更繁杂的每日任务,这种骨关节要联接在一起,开展统一的集中控制,就对自动控制系统的稳定性、实用性明确提出了更好的规定,过去使用的集中化自动控制系统,操纵作用集中精力。部分的问题就有可能引起操作系统的整体失效,减少了操作系统的稳定性和可靠性,因而考虑到选用分布式架构的自动控制系统来建立系统软件的调节作用。

  直流伺服电机插口电源电路

  控制器的调节方式能够分成二种:速率操纵方式和部位操纵方式(一般用电阻器做为电动机的相位传感器)。这儿选用它的速率操纵方式,键入的命令数据信号是0~10 V的模拟量输入。因而必须用D/A变换电源电路,把DSP輸出的数据量给出变化为脉冲信号,原理图如图所示3所显示。DAC7621为12 b并行处理键入的D/A转化器,它内嵌参照源,輸出范畴:0~4.095 V。它的12位键入接DSP系统总线中的D0到D11。它的片选键入引脚能够接DSP的I/O控线/IS。为了更好地获得0~10 V的脉冲信号,还需要运用LM358中的一片运放电路组成的同相占比运算放大器,把0~4.095 V的数据信号变大2.5倍。

  

  假如推动和控制板不开展防护,顶峰将毁坏控制板电源电路中的元器件,比如RAM。因而,设计方案了根据线型光电耦合器HCNR201的防护电源电路,如图4所显示。

  

  线型光电耦合器HCNR201只有具有防护电流量的关联,且键入电流量和导出电流量呈线性相关。U6B是图3集成icLM358中的此外一片计算放大仪,它将键入0~10 V工作电压转化成20 mA之内的电流量数据信号,键入线型光电耦合器HC-NR201。HCNR201輸出电流量再历经一个由单开关电源轨到轨运算放大器AD8519组成的电压跟随器转化成0~10 V工作电压数据信号,做为控制器的数字信号键入。显而易见,HCNR20一两侧电源电路应选用不一样的开关电源和地。LM358中的两块运放电路选用控制板键入的12 V开关电源供电系统,而AD8519则选用控制器键入端给予的10 V工作电压供电系统。

  增量式伺服电机信号分析电源电路

  增加量式伺服电机信号分析电源电路如图所示5所显示。J8是MR伺服电机的讯号键入插口,选用AM26C32把MR伺服电机輸出三个安全通道的RS 422音频信号转化成TTL电平,获得A,B,Z三路数据信号。

  

   RS 485总线通讯电源电路

  RS 485总线是一种通讯系统总线,TMS320F240 DSP芯片自身不具有RS 485总线插口,选用2个485通讯集成icMAX485能够的把TMS320F240的串口通信RXD和TXD的TTL电平变换为RS 485脉冲信号,TMS320F240DSP的RXD和TXD脚位各自接入到第一片485通讯集成icRO和第2片485通讯集成icDI的脚位。 TMS320F240 DSP 的SPISIMO和SPISOMI联接到MAX485的也就能脚位RE,用以操纵TMS320F240 DSP芯片的数据信息推送口挂收到系统总线上或和系统总线分离出来,电源电路如图所示6所显示。

  

  充分考虑机械设备臂自动控制系统控制系统的测算量及其多轴集中控制等难题,选用根据RS 485总线的分布式系统操纵的系统架构,见图所显示。健身运动整体规划优化算法由主电子计算机来完成,与此同时主电子计算机还将根据RS 485总线与各骨关节控制板通讯,承担各骨关节控制板的相互配合。每一个骨关节控制板和一台电动机、控制器、检验意见反馈设备等组成一个部位伺服控制系统,承担机械手臂某一个骨关节变量值的主要操纵每日任务。

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