球形机器人嵌入式运动控制系统研究
| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 1 绪论 | 第12-22页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第12页 |
| 1.2 球形机器人研究现状 | 第12-18页 |
| 1.2.1 国外球形机器人的研究现状 | 第12-15页 |
| 1.2.2 国内球形机器人的研究现状 | 第15-18页 |
| 1.3 嵌入式系统 | 第18-19页 |
| 1.3.1 嵌入式系统概述 | 第18页 |
| 1.3.2 嵌入式系统应用领域 | 第18-19页 |
| 1.4 本论文主要研究内容 | 第19-22页 |
| 2 球形机器人结构与动力学建模分析 | 第22-34页 |
| 2.1 球形机器人机械结构方案 | 第22-24页 |
| 2.1.1 球形机器人机械结构 | 第22-23页 |
| 2.1.2 球形机器人驱动原理 | 第23-24页 |
| 2.2 球形机器人动力学建模分析 | 第24-31页 |
| 2.2.1 恒转矩输入球形机器人动力学分析 | 第24-29页 |
| 2.2.2 恒转速输入球形机器人动力学分析 | 第29-31页 |
| 2.3 本章小结 | 第31-34页 |
| 3 球形机器人运动控制算法研究 | 第34-42页 |
| 3.1 机器人运动控制研究 | 第34-38页 |
| 3.1.1 球形机器人速度控制算法 | 第34-35页 |
| 3.1.2 重摆抑振控制策略 | 第35-37页 |
| 3.1.3 球形机器人姿态控制算法 | 第37-38页 |
| 3.2 PID算法及其数字实现原理 | 第38-41页 |
| 3.3 本章小结 | 第41-42页 |
| 4 球形机器人嵌入式控制系统硬件设计与实现 | 第42-56页 |
| 4.1 控制系统整体硬件设计 | 第42-43页 |
| 4.2 核心控制子系统 | 第43-46页 |
| 4.2.1 处理器选择 | 第43-44页 |
| 4.2.2 最小系统外围电路 | 第44-46页 |
| 4.3 执行子系统 | 第46-48页 |
| 4.3.1 电机选型介绍 | 第46-47页 |
| 4.3.2 电机驱动器介绍 | 第47-48页 |
| 4.4 传感器子系统 | 第48-50页 |
| 4.4.1 惯性测量单元 | 第48-49页 |
| 4.4.2 姿态角卡尔曼滤波融合 | 第49-50页 |
| 4.5 通信系统子系统 | 第50-52页 |
| 4.5.1 外遥控通信 | 第51-52页 |
| 4.5.2 无线数据传输 | 第52页 |
| 4.6 电源子系统 | 第52-54页 |
| 4.7 本章小结 | 第54-56页 |
| 5 球形机器人嵌入式控制系统软件设计 | 第56-70页 |
| 5.1 控制系统软件总体结构 | 第56-57页 |
| 5.2 本体控制软件设计 | 第57-66页 |
| 5.2.1 本体控制软件总体规划 | 第57-58页 |
| 5.2.2 主程序 | 第58-59页 |
| 5.2.3 中断服务子程序 | 第59页 |
| 5.2.4 通信子程序 | 第59-61页 |
| 5.2.5 卡尔曼滤波子程序 | 第61-62页 |
| 5.2.6 PID控制程序 | 第62-63页 |
| 5.2.7 电机驱动子程序 | 第63-66页 |
| 5.3 上位机管理显示软件设计 | 第66-68页 |
| 5.4 本章小结 | 第68-70页 |
| 6 实验与结果分析 | 第70-80页 |
| 6.1 实验平台搭建 | 第70-71页 |
| 6.2 惯性测量单元姿态解算实验 | 第71-72页 |
| 6.3 球形机器人速度控制实验 | 第72-73页 |
| 6.4 球形机器人姿态控制实验 | 第73-75页 |
| 6.5 直线运动及圆周运动实验 | 第75-79页 |
| 6.5.1 直线运动实验 | 第75-76页 |
| 6.5.2 圆弧转弯运动实验 | 第76-79页 |
| 6.6 本章小结 | 第79-80页 |
| 7 结论和展望 | 第80-82页 |
| 7.1 论文主要工作总结 | 第80-81页 |
| 7.2 存在的问题及下一步工作展望 | 第81-82页 |
| 参考文献 | 第82-86页 |
| 作者简历 | 第86-90页 |
| 学位论文数据集 | 第90页 |
