第0章　机器人学的发展和相关机器人系统介绍

0.1　机器人学的发展概述

0.2　机器人研究的热点和内容

0.2.1　机械结构设计

0.2.2　体系结构设计

0.2.3　多机器人系统的研究

0.2.4　机器人的传感器和传感器信息融合

0.2.5　机器人的电路系统设计

0.3　足球机器人简介

0.3.1　足球机器人主要组成部分

0.3.2　研究足球机器人的意义

0.4 自平衡两轮电动车简介

0.5　倒立摆机器人系统概述

1.1　DSP的特点

第1章　DSP概述

第1部分　基础理论

1.2　TI公司的DSP产品

第2章 TMS320LF240x概述

2.1　TMS320C2000系列DSP概况

2.2　TMS320LF240x芯片特点

2.3　TMS320LF240x DSP的PGE封装图和CPU控制器功能结构图

2.4　TMS320LF240x DSP引脚功能

2.5　TMS320LF240x DSP存储器映射图

2.6　TMS320LF240x DSP外设存储器映射图

2.7　TMS320LF240x的存储器和IO空间

2.7.1　程序存储器

2.7.2　数据存储器

2.7.3　I/O空间

第3章 TMS320LF240x DSP内部资源

3.1　TMS320LF240x DSP的CPU功能模块

3.1.1　状态寄存器ST0和ST1

3.1.2　输入定标移位器

3.1.3　乘法器

3.1.4　中央算术逻辑部分

3.1.5　辅助寄存器算术单元（ARAU）

3.2　系统配置和中断

3.2.1　系统配置寄存器

3.2.2　中断优先级和中断向量表

3.2.3　外设中断扩展控制器（PIE）

3.2.4 中断向量

3.2.5　中断响应的流程

3.2.6　中断响应的延时

3.2.7　CPU中断寄存器

3.2.8　外设中断寄存器

3.2.10　无效地址检测

3.2.11　外部中断控制寄存器

3.2.9　复位

3.3　程序控制

3.3.1　程序地址的产生

3.3.2　流水线操作

3.3.3　转移、调用和返回

3.3.4　条件转移、调用和返回

3.3.5　重复单条指令

第4章　TMS320C28x系列概述

4.1　TMS320C28x系列芯片的性能

4.2　TMS320F28x系列DSP的引脚及其功能

4.3　C28x系列DSP的内部结构

第5章　C28x系列DSP内部资源介绍

5.1　中央处理器单元CPU

5.1.1　CPU的逻辑图及特性

5.1.2　CPU的结构及其总线

5.1.3　CPU的寄存器

5.2.1　时钟信号和控制寄存器

5.2　时钟和系统控制

5.2.2　振荡器OSC和锁相环PLL时钟模块

5.2.3　低功耗方式模块

5.2.4　看门狗模块

5.3　CPU的中断系统和复位

5.3.1　CPU中断向量和优先级

5.3.2　CPU中断寄存器

5.3.3　可屏蔽中断处理的标准操作流程

5.3.4 不可屏蔽中断

5.4　片内外设的中断扩展（PIE）

5.4.1 向量映射

5.4.2　从外设到CPU的多通道中断请求流程

5.4.3　PIE向量表

5.5　32位CPU定时器0/1/2

5.5.1　CPU定时器的寄存器

6.1　TMS320C2x/C2xx/C5x C编译器概述

第6章　C语言程序编写和调试环境

6.2　TMC320C2x/C2xx/C5x C编译器环境

6.2.1　主要菜单及功能介绍

6.2.2　工作窗口区

6.2.3 利用TMC320C2x/C2xx/C5x C编译器开发应用程序

6.2.4　头文件和命令文件示例

第2部分　RoboCup小型组机器人

第7章 RoboCup简介

7.1　机器人足球比赛的起源和类型

7.2　小型组比赛

7.3 国内外的相关进展

7.3.1 国际领先队伍介绍

7.3.2　国内参赛队伍介绍

7.4　小型组比赛系统

7.4.1　系统组成及其相互关系

7.4.2　视觉子系统

7.4.3　决策子系统

7.4.4　无线通信子系统

7.4.5　机器人车体子系统

第8章　底层系统设计

8.1　研究的出发点和发展趋势

8.2　机构设计概况

8.3 电路系统设计概况

第9章　机构设计

9.1　机构设计流程

9.2　设计目标

9.3　运动机构的分析与设计

9.3.1　轮子的设计思想

9.3.2　轮子布局

9.4　球处理机构的分析与设计

9.4.1　带球机构

9.4.2　击球机构

9.4.3　挑球机构

第10章　电路系统分析与设计

10.1 电路系统总述

10.2　主控芯片的性能与工作方式

10.2.1　TMS320F2812

10.2.2　HCTL2000

10.3　通信系统

10.3.1　通信结构

10.3.2 nRF2401

10.3.3　异步串行通信芯片ST16C550

10.4　各执行机构的驱动与控制电路

10.4.1　带球机构

10.4.2　运动机构

10.4.3　击球和挑球机构

10.5　传感器电路设计

10.5.1　球检测电路

10.5.2　车体姿态传感器

10.5.3 ADXL210JE

10.5.4　ADXRS300

10.6　辅助电路

10.6.1 74HC595

10.6.2 EEPROM

第11章　控制系统的实现

11.1　控制系统简介

11.2　指令信息的接收与处理

11.3　机构控制

11.3.1　带球机构

11.3.2　击、挑球机构

11.4　异常预防与处理

11.5　软件实现

第12章　运动控制

12.1　综述

12.2.1　建模

12.2　基于动力学模型的实时次优轨迹生成算法

12.2.2　输入域的解耦和分离

12.2.3　基于bang-bang控制的轨迹生成算法

12.2.4　轨迹同步

12.2.5　结果

12.3　底层运动控制

12.3.1　基于数字PI算法的电机调速

12.3.2　针对扭矩控制的改进数字PI算法

12.3.3　基于强化学习的参数整定方法

第3部分 自平衡两轮电动车

第13章　概述

13.1 自平衡两轮电动车及其设计流程

13.1.1 自平衡两轮电动车

13.1.2 自平衡两轮电动车设计流程

14.1.2　系统模型参数

14.1.1　建立坐标系

14.1　力学分析

第14章　系统动力学分析

14.1.3　系统速度

14.1.4　系统动能的计算

14.1.5　系统运动微分方程

14.2　系统参数的测量

14.2.1　理论基础

14.2.2　硬件电路工作原理

14.2.3　参数测量

第15章　硬件设计

15.1 总体设计

15.2　DSP TMS320LF2407A

15.2.1　TMS320LF240xA概述

15.2.2　TMS320LF2407A

15.3　摆杆角度的测量

15.3.1　传感器简介

15.3.2　倾角传感器

15.4　摆杆角速度的测量

15.4.1　微型固态陀螺MEMS角速度传感器

15.4.2　ENC-03JA角速度传感器

15.5　左右轮角速度的测量

15.5.1　E6B编码器

15.5.2　码盘信号检测

15.6　电源和系统状态指示

15.6.1 电源

15.6.2　系统状态指示

15.7　功放电路

15.7.1　功率MOSFET简介

15.7.2　驱动电路

第16章　系统调试、仿真平台

16.1　TMS320LF2407A与PC机的串行通信

16.1.1　TMS320LF2407A的串行通信接口

16.1.2　电平转换电路

16.1.3　PC端监控软件

16.2　TMS320LF2407A与PC机的无线通信

16.2.1　nRF2401简介

16.2.2　nRF2401在自平衡两轮电动车调试平台中的应用

16.3　PC端分析、仿真软件——MATLAB

第17章　线性系统理论在自平衡两轮电动车中的应用

17.1　理论基础

17.2　几个重要的MATLAB函数

17.3 自平衡两轮电动车状态空间模型

17.4 自平衡两轮电动车载人时的状态反馈控制

17.4.1　系统状态方程、能控性

17.4.2　第一种情况

17.4.3　第二种情况

17.4.4　第三种情况

17.4.5　三种情况的分析

18.1　倒立摆的基本概念

第4部分　旋转式倒立摆

第18章　倒立摆系统概述

18.2　常见的倒立摆

第19章　硬件设计

19.1　系统总体设计方案

19.1.1　旋转式倒立摆总体结构

19.1.2　倒立摆系统工作原理

19.2　机械设计

19.3　DSP控制器

19.4　DSP的电源供电及时钟选择

19.4.1　供电方案

19.4.2　DSP的时钟选择

19.5　复位电路及MAX706

19.6　通信接口

19.7　角位移传感器

19.8.1　无刷直流电机的结构及原理

19.8　无刷直流电机及控制电路

19.8.2　使用dq变换求取无刷直流力矩电机系统的数学模型

19.8.3　无刷直流力矩电机系统的函数

19.8.4　无刷直流电机的力矩波动

19.8.5　电机驱动的设计

第20章　软件设计

20.1　DSP程序总体设计与流程图

20.2　DSP中断服务子程序、寄存器

20.2.1　初始化子程序

20.2.2　脉宽调制控制输出子程序初始化

20.2.3 串口通信子程序

20.2.4　采样子程序

20.2.5　控制计算子程序

20.3　PC软件设计

21.1　倒立摆模型分析

21.1.1　模型分析

第21章　模型分析与控制算法设计

21.1.2　试验参数计算

21.2　基于状态反馈的带观测器的倒立控制

21.3　基于能量分析的摆起控制

21.3.1　摆起控制的实现方法

21.3.2 “摆起—倒立”控制效果

22.1　随动系统的结构和原理

22.1.1　把倒立摆改装为随动系统

第22章　随动系统

22.1.2　电平转换器

22.2　随动系统稳定性分析

22.3　随动系统的时域特性分析

22.4　随动系统的频域特性分析

22.5　随动系统的频域校正实验

附录A　C-Lib中的函数集

附录B　解耦图形的推导

附录C 电机调速程序