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　　本節(jié)制系統(tǒng)采用ARM(Advanced RISC Machine)微措置器，其與單片機和DSP 等對比具有很強的通用性，以其高速度、高性價比和低功耗等利益被普遍應用于各個規(guī)模。

　　1 節(jié)制系統(tǒng)功能要求

　　漿果采摘機械人的首要執(zhí)行部門———機械手分為手臂和手腕兩部門。機械手若何遁藏障礙物并能切確達到果實方針的位置是由機械手的自由度抉擇的，凡是機械手在空間的位置和行為規(guī)模首要取決于手臂部門的自由度，為了使機械手能夠達到空間的任一指定位置，其手臂部門至少應具有3 個自由度。手腕部門自由度主若是用來調(diào)整結尾執(zhí)行器在空間的姿態(tài)，為了使結尾執(zhí)行器在空間也能取得肆意要求的姿態(tài),在理論上要求手腕部門也應具有3 個自由度。

　　節(jié)制系統(tǒng)的使命是從上位機接管指令，驅動各自由度所對應的電機，從而使采摘機械手達到指定位置進行功課。

　　2 節(jié)制系統(tǒng)硬件設計

　　機械人節(jié)制系統(tǒng)一般需要知足以下幾個根基要求。

　?、俟?jié)制系統(tǒng)的小型化、輕型化和模塊化;

　?、诠?jié)制系統(tǒng)的實時性;

　　③系統(tǒng)的不變性和開放性。

　　為此將本節(jié)制系統(tǒng)設計成由主節(jié)制模塊、驅動模塊和反饋模塊三部門組成。

　　2.1 主節(jié)制模塊設計

　　為了能夠知足機械人節(jié)制需求，同時兼顧機械人對節(jié)制器體積、重量、功耗等敏感特征的要求，主節(jié)制模塊采用Samsung 公司基于ARM920T 核(合用于實時情形) 的低功耗、16/32bit、高機能的RISC 微措置器S3C2410，其主頻為266MHz。操作系統(tǒng)則選用源碼公開、專為ARM 設計，靠得住性高的實時、多使命內(nèi)核arm-Linux。要使微措置器能夠正常工作，必需對其外圍進行擴展。

　　電源模塊負責為整個模塊供給不變、清潔的直流電源。JTAG 調(diào)試單元用來實現(xiàn)軌范的在線調(diào)試。串行通信模塊則經(jīng)由過程RS232 通信尺度實現(xiàn)主節(jié)制模塊與上位機的通信。為使系統(tǒng)能夠運行較年夜的軌范(如LINUX內(nèi)核和文件系統(tǒng))，在微措置器外圍擴展了32M 字節(jié)的SDRAM 內(nèi)存芯片。擴展了16M 字節(jié)的FLASH 芯片作為軌范和數(shù)據(jù)的存儲設備，以保證失蹤電時軌范和數(shù)據(jù)不會丟失蹤。

　　2.2 驅動模塊設計

　　本機械人系統(tǒng)采用直流電機節(jié)制，電機驅動芯片選用ST 公司的L298。L298 是ST 公司出產(chǎn)的一種高電壓、年夜電流電機驅動芯片。該芯片的首要特點是工作電壓高，輸出電流年夜，瞬間峰值電流可達3A，持續(xù)工作電流為2A;內(nèi)含兩個H 橋的高電壓年夜電流全橋式驅動器，可用來驅動直流電念頭、步進電念頭、繼電器和線圈等感性負載;采用尺度TTL 邏輯電平旌旗燈號節(jié)制;具有兩個使能節(jié)制端，在不受輸入旌旗燈號影響的情形下許可或禁止器件工作;有一個邏輯電源輸入端，使內(nèi)部邏輯電路部門在低電壓下工作;可外接檢測電阻，將轉變量反饋給節(jié)制電路。

　　2.3 反饋模塊設計

　　本系統(tǒng)的電機使用光電編碼器進行測速。光電編碼器具有低慣量、低噪聲、高分辯率和高精度等特點，適合于節(jié)制直流電機。將編碼器發(fā)生的脈沖旌旗燈號經(jīng)變換獲得電念頭速度用于速度反饋形成速度閉環(huán)，同時可以對脈沖旌旗燈號進行計數(shù)和運算，從而獲得采摘機械手的位置和速度。

　　3 節(jié)制系統(tǒng)軟件設計

　　節(jié)制系統(tǒng)中節(jié)制使命的實現(xiàn)由應用軌范來完成，應用軌范設計的口角將直接抉擇整個系統(tǒng)的節(jié)制質量和節(jié)制效率。為了更好地進行系統(tǒng)調(diào)試以及功能擴展，節(jié)制系統(tǒng)軟件也采用了模塊化結構設計。系統(tǒng)主軌范首要分為初始化模塊和運行模塊兩年夜部門。

　　3.1 初始化模塊

　　初始化模塊需要完成的工作是：異常向量表界說、倉庫初始化、系統(tǒng)變量初始化、間斷系統(tǒng)初始化、I/O 初始化和外圍初始化等操作。

　　3.2 運行模塊

　　運行模塊經(jīng)由過程間斷形式進行，搜羅測速模塊、PID節(jié)制模塊和PWM 波輸出模塊。首要工作流程為：首先判定是否有新的速度指令，若有，則判定出速度巨細和標的目的，并將其轉換成軌范中劃定的統(tǒng)一形式，以便利進行PID 節(jié)制;然后判定是否有新的傳感器反饋值，若有，則計較出電機的速度巨細，并執(zhí)行電機的PID 節(jié)制軌范，接著挪用電機驅動軌范，改變PWM 占空比，輸出PWM 波，實現(xiàn)電機的速度節(jié)制。

　　4 竣事語

　　基于ARM 的行為節(jié)制系統(tǒng)是漿果采摘機械人系統(tǒng)的一個主要組成部門。ARM 微措置器機能好、功耗低、體積小、移植性較好。以ARM 微措置器為焦點的行為節(jié)制系統(tǒng)可以經(jīng)由過程硬件平臺的改良和進級、軟件算法的再生和模塊化使整個節(jié)制系統(tǒng)具備可移植性，具有必然應用價值。