控制，不仅节省了控制板占用空间，而且有利于灭火机器人体积和重量的减轻；
5、由于采用直流无刷电机，使得系统带载能力更强，调速范围比较宽，调速比较平稳；
6、由于本控制器采用MC58113处理三轴伺服大量的数据与算法，有效地防止了程序的“跑飞”，抗干扰能力大大增强；
7、在灭火机器人实际运动过程中，STM32F407可以根据机器人外围运行情况适时调整MC58113内部伺服控制的PID参数，实现分段P、PD、PID控制和非线性PID控制，使系统满足中低速运行时速度的切换；
8、在此灭火机器人系统引入了三轴加速度计传感器Al和三轴陀螺仪G1，通过角速度积分可以得到灭火机器人的角度信息，实现了灭火机器人在房间探索时的瞬时加速度、速度的检测，并利用反馈实现全程导航和二次补偿，有利于提高灭火机器人的稳定性和动态f生會K ;
9、在灭火机器人运行过程中，STM32F407会对直流无刷电机X、直流无刷电机Y和直流电机M的转矩进行在线辨识并利用电机力矩与电流的关系进行补偿，减少了电机转矩抖动对灭火机器人快速探寻火源的影响；
10、通过调节直流电机M可以有效调节真空吸盘对地面的吸附力，消除了灭火机器人在高速探寻火源时打滑现象的发生；
11、由MC58113根据STM32F407的位置、速度和加速度给定以及光电编码器信息输出PWM调制信号和方向信号，通过驱动电路可以直接驱动电机，不仅减轻了 STM32F407的负担，简化了接口电路，而且省去了 STM32F407内部编写位置、速度控制程序，以及各种PID算法的麻烦，使得系统的调试简单。
【附图说明】
[0027]图1为灭火机器人房间示意图；
图2为基于单片机控制的两轮灭火机器人原理图；
图3为基于STM32F407两轮灭火机器人二维结构图；
图4为基于STM32F407+MC58113两轮灭火机器人原理图；
图5为基于STM32F407+MC58113两轮灭火机器人伺服程序框图；
图6为灭火机器人运行方向示意图；
图7为右转不意图；
图8为左转不意图。
【具体实施方式】
[0028]下面对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0029]STM32F4系列除引脚和软件兼容高性能的F2系列外，F4的主频(168MHz)高于F2系列(120MHz)，并支持单周期DSP指令和浮点单元、更大的SRAM容量(192KB，F2为128KB)、512KB-1MB的嵌入式闪存以及影像、网络接口和数据加密等更先进的外设。STM32F4系列基于最新的ARMCortexM4内核，在现有出色的STM32微控制器产品组合中新增了信号处理功能，并提高了运行速度；STM32F405x集成了定时器、3个ADC、2个DAC、串行接口、外存接口、实时时钟、CRC计算单元和模拟真随机数发生器在内的整套先进外设。STM32F407在STM32F405产品基础上增加了多个先进外设。这些性能使得F4系列可以较容易满足控制和信号处理功能混合的数字信号控制需求。高效的信号处理功能与CorteX-M4处理器系列的低能耗、低成本和易于使用的优点的组合，使得其可以为多轴电动机控制提供灵活解决方案。这些特点使得STM32F407特别适合多轴灭火机器人伺服系统的信号处理。
[0030]MC5X000系列运动控制芯片是PMD公司基于高性能运动控制开发的第三代伺服控制芯片，已经广泛应用于医疗、科学、自动化控制和机器人的应用。在单芯片内可以实现单轴控制和多轴电机控制，Mc5X000系列芯片是可编程器件，可以针对直流电机、直流无刷电机和步进电机的位置、速度进行控制。MC5X000系列芯片可以通过SPI (串行外设接口)，CAN2.0B，或RS232 / 485串行接口与主设通讯。其内部包括S形和梯形发生器。根据不同类型的电机控制要求，MC58000系列芯片可以实现伺服控制、速度调节或者是针对步进电机的脉冲/方向控制，同时芯片集成了过流保护，过压/欠压保护和过温保护等。所有的PMD的MC5X000系列运动控制芯片提供了一个灵活的和强大的指令集来初始化和设置和控制运动轴，并具有监视性能，并加入了各轴同步的功能，这一点远远优越于LM629。
[0031]MC5X113系列运动控制芯片有四款:其中MC51113实现直流电机的控制，MC53113实现三相直流无刷电机的控制，MC54113实现两相步进电机的控制，和MC58113可根据实际需要采用软件设置来选择直流电机、三相直流无刷电机和两相步进电机电机进行控制。MC58113的这种软件编程选择电机类型方式非常适合多轴不同电机的控制。综合本产品的需要，选用MC58113作为伺服控制调节器，并通过串行口与STM32F407进行通讯和数据调用。
[0032]本发明包括电池、双核控制器、直流电机M、直流无刷电机X、直流无刷电机Y、信号处理器以及灭火机器人，所述双核控制器发出第三控制信号驱动所述直流电机M，所述双核控制器发出第二控制信号驱动所述直流无刷电机Y，所述双核控制器发出第一控制信号驱动所述直流无刷电机X，所述直流电机M、直流无刷电机X、直流无刷电机Y通过信号处理器处理后驱动所述灭火机器人，所述双核控制器为STM32F407和MC58113，所述MC58113通过I/O 口与STM32F407进入实时通讯。
[0033]所述两轮中速灭火机器人伺服控制器上还设置有第一超声波传感器S1、第二超声波传感器S2、第三超声波传感器S3、第四超声波传感器S4、第五超声波传感器S5、第六超声波超声波传感器S6、光电传感器S7、电压传感器V1、三轴加速度计传感器Al、三轴陀螺仪G1、第一电流传感器Cl以及第二电流传感器C2。
[0034]所述双核控制器包括上位机程序和运动控制程序，所述上位机程序包括房间探索模块、房间存储模块、路径读取模块、人机界面模块及在线输出模块，所述运动控制程序包括基于MC58113三轴同步直流无刷和直流混合伺服控制模块、坐标定位模块及I/O控制模块，所述基于MC58113三轴同步直流无刷和直流混合伺服控制模块包括基于两轴直流无刷电机灭火机器人搜寻伺服控制模块和单轴真空吸盘吸附伺服控制模块。
[0035]所述双核控制器上还连接设置有干冰灭火器电磁阀。
[0036]所述电池为锂离子电池。
[0037]所述直流无刷电机X、直流无刷电机Y上还分别设置有光电编码器。
[0038]所述单轴真空吸盘吸附伺服控制模块中的真空吸盘通过直流电机M驱动。
[0039]为了能够精确探寻房间，本发明采用六组传感器探测房间模式，所发明的灭火机器人二维结构如图3所示:超声波传感器S1、S6共同作用判断前方挡墙，超声波传感器S2和S3共同合作判断其左边挡墙的存在，超声波传感器S4和S5共同合作判断其右边挡墙的存在，同时S2、S3、S4、S5合作为灭火机器人直线运动提供导航依据。由于在比赛现场，太阳光有可能直射进来，这样红外传感器就不能在使用，本发明采用超声波传感器代替了红外传感器。在这种结构设置中，S2和S3可以在不同位置精确测量到房间左侧从有挡墙到无挡墙或者无挡墙到有挡墙的变化，S4和S5可以在不同位置精确测量到房间右侧从有挡墙到无挡墙或者无挡墙到有挡墙的变化，这个位置的传感器信号阶跃变化可以被控制器捕捉到，然后在此位置可以对灭火机器人进行精确补偿，这对于灭火机器人求解房间找到火源并返回到起点计算至关重要，如果没有此智能补偿的话，灭火机器人有可能在复杂房间中的累计误差足以使求无法求解地图房间，导致无法回到房间起点。
[0040]为了提高两轮灭火机器人在寻找火源过程中行走导航的稳定性，本发明在灭火机器人伺服硬件系统中加入了三轴加速度计传感器Al和三轴陀螺仪G1。在灭火机器人行走房间期间全程开启三轴加速度计传感器Al和三轴陀螺仪Gl，三轴加速度计传感器Al用来测量灭火机器人三个前进方向的加速度，三轴陀螺仪Gl测量灭火机器人三个前进方向的角速度。控制器根据测得的角速度信号通过积分得到角度信息。当灭火机器人的姿态发生变化超过设定阀值时，在一个新的采样周期控制器就立即对其位置补偿，避免灭火机器人远远偏离中心位置而出