液压步行机器人嵌入式控制系统设计
| 摘要 | 第5-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 第一章 绪论 | 第10-20页 |
| 1.1 引言 | 第10页 |
| 1.2 课题背景及意义 | 第10-11页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第11-18页 |
| 1.3.1 双足步行机器人及其控制系统研究现状 | 第11-17页 |
| 1.3.2 双足步行机器人控制系统发展趋势 | 第17-18页 |
| 1.4 研究内容与组织结构 | 第18-20页 |
| 第二章 机器人嵌入式控制系统总体方案设计 | 第20-30页 |
| 2.1 引言 | 第20页 |
| 2.2 液压步行机器人样机简介 | 第20-21页 |
| 2.3 控制系统设计要求 | 第21-23页 |
| 2.4 控制系统通信方案选择 | 第23-24页 |
| 2.4.1 控制系统通信速率需求 | 第23页 |
| 2.4.2 现场总线 | 第23-24页 |
| 2.4.3 实时工业以太网 | 第24页 |
| 2.5 实时操作系统选择 | 第24-25页 |
| 2.6 控制系统总体架构 | 第25-28页 |
| 2.6.1 规划模块 | 第26页 |
| 2.6.2 驱动模块 | 第26-27页 |
| 2.6.3 传感模块 | 第27-28页 |
| 2.7 本章小结 | 第28-30页 |
| 第三章 嵌入式控制系统硬件电路设计 | 第30-42页 |
| 3.1 引言 | 第30页 |
| 3.2 规划模块电路设计 | 第30-35页 |
| 3.2.1 STM32F407最小系统 | 第30-31页 |
| 3.2.2 电源模块 | 第31-32页 |
| 3.2.3 JTAG/SWD接口 | 第32-33页 |
| 3.2.4 串口电路设计 | 第33页 |
| 3.2.5 SD卡读写模块 | 第33-34页 |
| 3.2.6 网络数据收发模块 | 第34-35页 |
| 3.3 传感模块电路设计 | 第35-37页 |
| 3.3.1 EtherCAT通信模块 | 第35-37页 |
| 3.3.2 姿态传感器模块 | 第37页 |
| 3.4 驱动模块电路设计 | 第37-40页 |
| 3.4.1 电源模块 | 第38页 |
| 3.4.2 编码器数据采集 | 第38-39页 |
| 3.4.3 脚底力信号采集 | 第39页 |
| 3.4.4 电压输出放大电路 | 第39-40页 |
| 3.5 本章小结 | 第40-42页 |
| 第四章 嵌入式控制系统软件设计 | 第42-56页 |
| 4.1 引言 | 第42页 |
| 4.2 嵌入式操作系统实现 | 第42-45页 |
| 4.2.1 uC/OS-Ⅲ移植 | 第42-43页 |
| 4.2.2 任务设计 | 第43-45页 |
| 4.3 基于EtherCAT协议的数据通信实现 | 第45-48页 |
| 4.3.1 EtherCAT协议运行原理 | 第45-46页 |
| 4.3.2 主站软件实现 | 第46-48页 |
| 4.3.3 从站软件实现 | 第48页 |
| 4.4 姿态传感器软件设计 | 第48-50页 |
| 4.4.1 ⅡC总线协议 | 第48-49页 |
| 4.4.2 MPU6050配置流程 | 第49页 |
| 4.4.3 姿态解算测试 | 第49-50页 |
| 4.5 文件系统软件设计 | 第50-53页 |
| 4.5.1 FATFS移植 | 第50-51页 |
| 4.5.2 数据读写流程 | 第51-53页 |
| 4.6 控制系统总体软件流程 | 第53-55页 |
| 4.7 本章小结 | 第55-56页 |
| 第五章 机器人关节驱动控制方法研究 | 第56-68页 |
| 5.1 引言 | 第56页 |
| 5.2 控制方法分析 | 第56-58页 |
| 5.2.1 PID控制 | 第56-57页 |
| 5.2.2 模糊控制 | 第57页 |
| 5.2.3 自整定模糊PID控制 | 第57-58页 |
| 5.3 PID参数对系统性能的影响 | 第58-61页 |
| 5.3.1 比例环节对系统性能的影响 | 第59页 |
| 5.3.2 积分环节对系统性能的影响 | 第59-60页 |
| 5.3.3 微分环节对系统性能的影响 | 第60-61页 |
| 5.4 液压关节模糊控制仿真 | 第61-64页 |
| 5.4.1 模糊规则制定 | 第61-62页 |
| 5.4.2 模糊控制器参数设置 | 第62-63页 |
| 5.4.3 仿真结果 | 第63-64页 |
| 5.5 嵌入式系统中的控制实现 | 第64-66页 |
| 5.6 本章小结 | 第66-68页 |
| 第六章 嵌入式控制系统实验与分析 | 第68-80页 |
| 6.1 引言 | 第68页 |
| 6.2 实验平台搭建 | 第68-69页 |
| 6.3 数据传输实验 | 第69-71页 |
| 6.4 数据采集实验 | 第71-72页 |
| 6.5 机器人运动控制实验 | 第72-78页 |
| 6.5.1 单关节控制实验 | 第72-73页 |
| 6.5.2 控制周期实验 | 第73-76页 |
| 6.5.3 多关节联动实验 | 第76-77页 |
| 6.5.4 步行实验 | 第77-78页 |
| 6.6 本章小结 | 第78-80页 |
| 第七章 总结与展望 | 第80-82页 |
| 7.1 总结 | 第80页 |
| 7.2 展望 | 第80-82页 |
| 致谢 | 第82-84页 |
| 参考文献 | 第84-90页 |
| 攻读硕士学位期间研究成果 | 第90页 |
