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双足步行机器人技术是一门集仿生学、机械学及控制工程等多学科融合交汇的综合性学科,不仅涉及到非线性、基于多传感器信息融合和图像处理等技术,而且还囊括了复杂机电系统的建模、数字仿真及混合系统的控制等方面的技术,是当代机器人研究领域中重要的分支,可以反应一个国家综合技术实力的强弱。中国要成为现代化的工业大国,发展机器人,尤其是双足步行机器人是十分必要的。双足步行机器人实现实时稳定行走的关键是控制系统的设计。随着微电子技术的发展,伺服系统所用的微处理器的性能不断提高。近年来,数字信号处理器(DSP)已经成为信号处理系统开发的主流处理器,广泛地应用于许多领域。由于数字信号处理器具有:(1)高速运算能力使很多复杂的控制算法和功能得以实现;(2)将实时处理能力和控制的外设功能集于一身的优点,所以它在位置控制中越来越被广泛应用。本文以TMS320F2812 DSP为核心,研究了并设计了一种基于ARM+DSP的双足步行机器人控制系统,完成了对控制系统硬件结构、软件模块的分析与设计,主要包括以下内容:首先,本文设计了运动控制系统的结构及主要的硬件电路,详细介绍了双足步行机器人控制系统的总体设计、DSP功能分析以及芯片的选型;讨论了运动控制系统的功能结构,针对主要的电路结构进行了详细设计和分析,其中包括:电源转换电路、DSP上电复位电路及时钟电路、控制信号输出隔离电路、A/D转换电路、串行通信接口电路、CAN总线通讯接口电路。其次,本文提出了运动控制系统的软件设计和编程思路。论文中介绍了控制系统软件的总体结构和功能模块,详细介绍了各个功能模块的程序编写流程和必要的DSP芯片寄存器设置,其中包括:系统主程序、A/D采样模块、控制信号输出模块、正交编码脉冲(QEP)电路及码盘反馈模块、控制算法模块、CAN总线通信程序模块以及串口通信程序。最后,本文简单介绍了电机的闭环控制方法,讨论了电机的PID控制器、自整定模糊PID控制器的设计,介绍了PID参数的选择和确定方法,并进行了结果仿真。