基于ARM和单片机的步进电机控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

仿生机器人最近十几年成为机器人研究领域的热门方向，特别是仿生机器人的嵌入式控制，更是得到了研究人员的高度重视。

多足仿生机器人嵌入式控制系统研究对该领域及机器人的发展将具有重要的意义。

本论文基于arm和单片机研究步进电机的控制系统，提高对机器人活动控制的灵活性。

2. 国内外研究现状分析

仿生机器人的应用前景非常广阔，国内外在仿生机器人研究领域取得了良好的成果。多足仿生机器人的控制是其中的重点和难点。在控制系统方面，早起的控制系统是裸机控制，以模拟电路组成的运动控制系统。后来由于机器人研究越来越广，一些公司推出了专用的电机控制芯片，其集成度高，速度快，但是软件算法固化在芯片里，降低了系统的灵活性。随着微控单元的功能愈来愈强，现在使用微控单元为核心控制的运动控制系统非常普遍，由于微控单元的控制方式主要通过软件来实现，因而具有较强的灵活性和适应性。然而微控单元一般采用冯诺依曼体系结构，处理速度和能力有限，难以实现先进算法，也难满足运算量较大时的实时信号处理的需求。最后一种是基于可编程逻辑器件（可编程门阵列FPGA和复杂可编程逻辑器件CPLD）的运动控制系统，通过软件编程实现运动控制，由于系统的可编程特性，因而具有良好的扩展性和维护性，通过修改软件即可实现系统的升级。对于高精度、高速度和实时性要求的强耦合非线性多关节机器人，传统的运动控制系统已无法满足其性能要求。嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪，试用与应用系统对功能、可靠性，成本，体积，功耗方面要求严格的计算机系统。近几年，嵌入式技术已经成为新的技术热点，广泛应用于各种控制场合。多足仿生机器人嵌入式控制系统的理论和关键技术的发展与进步具有重要的科学价值和现实意义。

3. 研究的基本内容与计划

①2013.2.25-2013.3.10完成开题报告

②2013.3.10-2013.4.1据六足仿生机器人本体平台，研究基于linux系统的arm架构，确定设计方案；

③2013.4.1-2013.4.20研究linux开发环境，确定控制的体系结构；

4. 研究创新点

① 提出了一种步进电机的嵌入式控制方案

② 将ARM控制技术应用于仿生机器人研究