基于ARM 的漿果采摘機械手運動控制研究

　　2.3 反饋模塊設(shè)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、高分辨率和高精度等特點，適合于控制直流電機。將編碼器產(chǎn)生的脈沖信號經(jīng)變換得到電動機速度用于速度反饋形成速度閉環(huán)，同時可以對脈沖信號進行計數(shù)和運算，從而得到采摘機器手的位置和速度。

　　3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　控制系統(tǒng)中控制任務(wù)的實現(xiàn)由應(yīng)用程序來完成，應(yīng)用程序設(shè)計的好壞將直接決定整個系統(tǒng)的控制質(zhì)量和控制效率。為了更好地進行系統(tǒng)調(diào)試以及功能擴展，控制系統(tǒng)軟件也采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計。系統(tǒng)主程序主要分為初始化模塊和運行模塊兩大部分。

　　3.1 初始化模塊

　　初始化模塊需要完成的工作是：異常向量表定義、堆棧初始化、系統(tǒng)變量初始化、中斷系統(tǒng)初始化、I/O 初始化和外圍初始化等操作。

　　3.2 運行模塊

　　運行模塊通過中斷形式進行，包括測速模塊、PID控制模塊和PWM 波輸出模塊。主要工作流程為：首先判斷是否有新的速度指令，若有，則判斷出速度大小和方向，并將其轉(zhuǎn)換成程序中規(guī)定的統(tǒng)一形式，以方便進行PID 控制；然后判斷是否有新的傳感器反饋值，若有，則計算出電機的速度大小，并執(zhí)行電機的PID 控制程序，接著調(diào)用電機驅(qū)動程序，改變PWM 占空比，輸出PWM 波，實現(xiàn)電機的速度控制。測速模塊每隔一定采樣時間對光電編碼器脈沖進行采樣，以得到速度反饋值，運行模塊的主要流程如圖4 所示。

　　4 結(jié)束語

　　基于ARM 的運動控制系統(tǒng)是漿果采摘機器人系統(tǒng)的一個重要組成部分。ARM 微處理器性能好、功耗低、體積小、移植性較好。以ARM 微處理器為核心的運動控制系統(tǒng)可以通過硬件平臺的改進和升級、軟件算法的再生和模塊化使整個控制系統(tǒng)具備可移植性，具有一定應(yīng)用價值。