基于FPGA的机器人运动平衡控制器系统

摘要

介绍了一种基于FPGA的机器人运动平衡控制器系统的实现方法,由于该系统需要大量的I/O口,所以采用了当前流行的FPGA作为控制芯片.方案给出了运动平衡控制器的总体设计方式,采用SBT673重力传感器以及SBT904变送器作为主要输出模块,利用重心的变化来改变压力传感器的输出电压,得到不同的电压值来驱动FPGA,利用Verilog HDL语言描述的主控逻辑单元产生PWM信号,FPGA自带的ADC IP承担相电流采用工作,并且用其自带的NIOS II嵌入式系统完成按键取值、参数设置等工作,接口电路完成伺服兼容、编码器解码等工作,控制伺服电动机的准确转动.试验阶段对电动机和传感器进行了控制试验,并对其输出的PWM波进行了模拟仿真,充分利用FPGA高速的数据处理能力,以及D/A、A/D转换,经过验证最终达到了对机器人平衡性改变的精准控制.