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第1章 机器人学的发展和相关机器人系统介绍1

机器人学的发展概述1

机器人研究的热点和内容2

多种机器人简介7

第2章 TMS320LF2407结构概述10

TMS320C2000系列DSP概况10

TMS320LF2407DSP芯片特点10

TMS320LF2407 DSP的PGE封装图和CPU控制器功能结构图11

TMS320LF2407 DSP引脚功能14

TMS320LF2407 DSP存储器映射图19

TMS320LF2407 DSP外设存储器映射图20

TMS320LF2407的存储器和I／O空间21

第3章 TMS320LF2407 DSP的资源24

TMS320LF2407 DSP的CPU功能模块24

系统配置和中断32

程序控制56

第4章 旋转式倒立摆系统设计65

倒立摆系统的研究背景65

环形倒立摆系统概述及总体设计方案67

倒立摆系统硬件设计70

人机交互接口设计77

倒立摆系统软件设计80

第5章 环形旋转倒立摆的控制算法89

系统数学模型89

基于LQR的控制91

模糊控制在倒立摆控制中的应用96

第6章 随动系统设计105

伺服系统的概述105

XZ-FFⅠ型和Ⅱ型的随动系统总体设计方案110

随动系统实验设备的硬件设计111

随动系统软件设计113

第7章 随动系统建模和控制算法118

系统辨识与参数估计118

永磁直流力矩电机机理建模122

阶跃曲线法建模123

PID控制算法实验127

增量式PID控制128

前馈补偿加PID控制算法132

第8章 两轮移动式倒立摆机器人的系统机构及软硬件设计135

两轮移动式倒立摆机器人135

自平衡两轮小车的系统总体设计方案139

电源模块设计141

DSP最小系统143

传感器模块143

无线传输模块149

驱动电路设计150

自平衡两轮小车软件设计154

第9章 理论分析和数学模型建立155

建立坐标系以及系统模型参数的设定155

系统数学模型的建立156

系统状态空间方程的分析161

系统参数163

系统参数汇总163

第10章 自平衡小车状态反馈控制算法165

系统能控、能观性分析165

系统离散化及其能控性与能观性分析166

反馈控制器的设计166

小节171

第11章 两轮式倒立摆机器人的运动控制172

机器人运动控制的任务172

两轮式机器人的运动模型173

设计思想174

目标跟踪算法的实现175

实验结果与讨论176

第12章 RoboCup小型组足球机器人简介和系统总体设计180

RoboCup小型组足球机器人简介180

足球机器人底层系统总体设计189

第13章 机构设计197

机构设计流程197

设计目标197

运动机构的分析与设计199

球处理机构的分析与设计207

第14章 足球机器人电路系统分析与设计215

电路系统总述215

主控芯片的性能与工作方式218

通信系统224

各执行机构的驱动与控制电路231

传感器电路设计235

辅助电路247

第15章 底层控制及运动控制算法266

底层控制系统的实现266

运动控制278

附录A C-Lib中的函数集295

附录B 解耦图形的推导309

附录C 足球机器人的电机调速程序311

附录D 倒立摆核随同系统实验指导书319