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