[发明专利]一种基于陀螺仪反馈的机器人舵机控制系统

权利要求书

1.一种基于陀螺仪反馈的机器人舵机控制系统，其特征在于，至少包括如下模块：

传感器模块，用于在机器人运动过程中实时采集机器人舵机的角速度、角位移信息，并将采集的角速度、角位移信息转换成调理的模拟电压信号输出；

控制器模块，包括PID控制器模块和PWM信号产生模块，所述PID控制器模块用于将传感器模块采集的样本参数进行处理，并转变成PID控制参数，PID控制器模块采用基于模糊混合逻辑控制的PID控制算法对PWM信号进行调节；PWM信号产生模块，用于产生舵机驱动的PWM信号，PWM信号通过控制器模块的GPIO口输出；

上位机控制信令输入模块，用于实现上层控制信令的输入；

舵机模块；

电源模块，用于为系统提供电源；

所述传感器模块与舵机模块连接，传感器模块的输出端与控制器模块的AD接口连接，传感器模块通过AD接口与控制器模块的PID控制器模块的输入端相连；PID控制器模块的输出端与PWM信号产生模块的输入端连接，PWM信号产生模块的输出端经控制器模块的GPIO口与舵机模块连接；上位机控制信令输入模块通过串口通信与控制器模块连接。

2.根据权利要求1所述的基于陀螺仪反馈的机器人舵机控制系统，其特点在于：所述传感器模块采用Analog Device公司的小尺寸、薄型、低功耗的陀螺仪ADXL335加速度计芯片，内部包含多晶硅表面微加工传感器、信号调理电路，传感器用于采集运动机器人角速度、角位移信息，信号调理电路用于将角速度、角位移信息处理输出X、Y、Z三通道与加速度成比例的模拟电压信号。

3.根据权利要求1所述的基于陀螺仪反馈的机器人舵机控制系统，其特点在于：所述控制器模块采用工业级的32位ARM Cortex-M4处理器STM32F415芯片。

4.根据权利要求1所述的基于陀螺仪反馈的机器人舵机控制系统，其特点在于：所述PID控制器模块包括PID控制器、模糊控制器，PID控制器将偏差信号处理后送往模糊控制器的微分接口，模糊控制器用于产生比例、积分、微分权值参数注入到PID控制器，PID控制器在接收到上述参数后，产生PWM信号的控制比例函数。

5.根据权利要求1所述的基于陀螺仪反馈的机器人舵机控制系统，其特点在于：所述PWM信号产生模块利用控制器模块芯片内部的定时器和计数器，通过定时器的基准周期设计好相应的定时器中断次数，通过计数器累加中断次数来控制输出的信号的脉冲宽度，产生足够驱动舵机预定值的PWM信号。

6.根据权利要求1所述的基于陀螺仪反馈的机器人舵机控制系统，其特点在于：所述舵机模块选取Futuba S300舵机。