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基于DSP的模糊PID控制器及在智能人工腿中的应用研究

作　者: 陈勇旗
导　师: 谭冠政
学　校: 中南大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 智能人工腿数字信号处理器(DSP) 模糊PID控制器模糊控制策略
分类号: TP273.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 346次
引　用: 3次
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内容摘要

智能人工腿是机器人学和生物医学工程学领域一个备受关注的研究课题，它最优秀的特点是能模仿人体健康腿的运动方式且步行速度可自然、随意地跟随截肢者步行速度的变化而变化。开展该项目的研究对改善残疾人的生存条件和促进其医疗福利事业的发展具有重要的现实意义。以前研制的智能人工腿，其控制器控制汽缸内针阀开度都是采用步进电机所构成的开环系统，位置精度不高。在本文中，我们将设计一个具有位置和速度反馈的闭环控制系统并引入模糊PID控制策略，结果表明，本文所提出的智能人工腿模糊PID控制器提高了控制系统的智能性、鲁棒性、快速性和准确性。在论文中，我们首先概述了智能人工腿的控制原理和TMS320F240数字信号处理器(DSP)的主要特点，其次设计了一种基于TMS320F240的模糊PID控制系统的结构，最后对该控制系统进行了计算机仿真。结果表明，本文所提出的设计方法可以有效地用于智能人工腿的行走控制。

全文目录

第一章综述  7-20
  §1．1 项目研究的背景及目的意义  7
  §1．2 国内外技术发展概况及国内的需求  7-16
  §1．3 本人课题所从事的主要研究  16-17
  §1．4 技术路线和实施方案  17-18
  §1．5 技术经济效益及社会效益分析、推广及应用前景  18-20
第二章 DSP芯片的组成及特点  20-30
  §2．1 DSP概述  20
  §2．2 DSP芯片的特点  20-22
  §2．3 DSP内部结构及组成  22-27
  §2．4 DSP事件管理器在智能人工腿控制器的应用  27-30
第三章智能人工腿常规PID控制器的设计及分析  30-39
  §3．1 人工腿位置伺服系统的性能要求  30-31
  §3．2 直流电机的传递函数  31-33
  §3．3 系统闭环特性计算分析  33-39
第四章智能人工腿控制器的PID参数自整定模糊系统的设计与分析  39-49
  §4．1 模糊控制的基本原理  39-42
  §4．2 智能人工腿位置伺服系统PID参数自整顿模糊控制器的设计  42-47
  §4．3 智能人工腿位置伺服系统PID参数自整顿模糊控制器的仿真  47-49
第五章智能人工腿控制器的软件设计与分析  49-60
  §5．1 主程序设计与分析  49-51
  §5．2 初始化子程序的设计与分析  51
  §5．3 中断服务程序设计及分析  51-57
  §5．4 实时模糊PID控制程序分析  57-60
第六章系统的软硬件调试  60-67
  §6．1 硬件调试  60-61
  §6．2 软件调试  61-65
  §6．3 实验装置简介  65
  §6．4 总结  65-67
致谢  67-68
攻读硕士期间发表的论文  68-69
参考文献  69-72

基于DSP的模糊PID控制器及在智能人工腿中的应用研究

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