機器人功率系統與控制模塊的嵌入式集成實現研究——基於ARM控制器的消毒機器人控制系統

摘要

當前，消毒機器人的功率系統和控制模塊耦合度較低，其能效和可靠性也存在短缺。鑑於此，本文提出一種依託 ARM 控制器的嵌入式一體化控制系統。 首先要給出整機質量，續航，速度以及劑量這些系統級別的指標，並且設計統一的 DC 母線以及多級 DC/DC 拓撲；接着形成功率 – 控制一體化的硬件架構和 RTOS 實時軟件平臺，達成運動控制，功率管理以及消毒執行之間的協同；還要設計差速運動控制算法以及劑量約束策略。實驗結果顯示，該系統在多種工況下功率效率較高，溫升較爲穩定，軌跡跟蹤誤差小，速度響應符合即時性需求，消毒覆蓋面均勻，對數殺滅率較高，經過長時間運行和故障注入試驗後，其魯棒性得到了驗證。