基于ARM的嵌入式智能人工腿手持控制系统研究与设计.pdf

  本文关键词：基于ARM的嵌入式智能人工腿手持控制系统研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

中南大学 硕士学位论文 基于ARM的嵌入式智能人工腿手持控制系统研究与设计 姓名:钟金 申请学位级别:硕士 专业:控制理论与控制工程 指导教师:谭冠政 20070401摘要 中南大学硕士学位论文 摘要 智能人工腿是世纪年代发展起来的具有高性能的新一代假 肢,与普通假肢相比,它能根据外界条件变化和工作要求,自动地调 整假肢系统的参数,使其运动自如,工作可靠,因而具有更好的仿生 性能。开展该课题的研究对于帮助腿部截肢者回归主流社会,减轻社 会及其家庭负担具有重要意义。 智能人工腿的控制系统由两部分构成,即手持控制系统和腿上控 制系统。腿上控制系统主要用来改变智能人工腿的摆动速度,其中的 各种控制参数都是通过手持控制系统来进行设置。以前研制的智能人 工腿,在控制方面存在诸多不足,比如,手持控制系统多采用位单 片机作为处理器,速度慢,功耗大且系统开发难度较大,可扩展性差。 通信方式采用的是串口有线通信,操作不便且容易出故障。另外,用 于控制气缸内针阀开度的腿上控制系统采用的是由步进电机所构成 的开环结构,位置精度不高。 针对以上不足,我们在设计智能仿生人工腿 控制系统 时做了如下改进:第一,选用公司的基于体系 结构的微处理器作为手持控制系统的,并结合外扩 存储器和必要的电路单元构成系统硬件平台。高集成度的 特点使得系统功耗和体积大大降低,运行也更加可靠。第二,通过向 植入实时操作系统和相关应用程序构成完整的嵌 入式控制平台,在保证手持控制系统稳定运行的同时也大大提升了其 可扩展性能。第三,采用无线红外通信的方式代替传统的串口有线通 信,这样既简化操作又确保系统的稳定性。第四,我们将步进电机改 为直流伺服电机,设计了一个具有

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