足球机器人涉及多个学科、领域,是一个典型的智能机器人系统,为研究发展多智能体系统、多机器人之间的合作与对抗提供了生动的研究模型,是展示信息自动化前沿研究成果的窗口和促进产、学、研相结合的新途径。引起了越来越多的科研机构和高等院校的关注,吸引了越来越多的科研人员和学者的参与。底层系统是足球机器人系统的动作执行部分,它的性能直接影响整个足球机器人系统的性能。根据比赛中足球机器人的基本要求,论文首先设计了足球机器人的车体运动机构、挑球机构、击球机构、带球机构,并作了相应的分析,得到了机器人的运动学模型。其次,为了提高底层控制系统的性能,应用dSPACE实时仿真平台,辅助进行底层运动控制系统的算法开发,引入了模糊PI控制算法。论文系统的研究了足球机器人的软、硬件设计。首先,硬件设计方面,基于DSP+CPLD,引入一种全新的足球机器人底层系统的设计方案。以DSP为核心,接收、执行指令,为底层控制系统的决策者;CPLD作为功能扩展,实现无刷直流电机驱动逻辑和速度检测逻辑单元功能。详细介绍了机器人的微控制器、无刷直流电机驱动、带球电机驱动、踢球机构电磁铁驱动、球检测、加速度检测、陀螺仪检测电路以及通讯单元等。其次,软件设计方面,设计了通信协议,简介了指令操作流程。对模糊PI控制算法进行简化,在控制系统中予以实际应用。以流程图的形式,对DSP部分程序结构进行了描述,包括串口通信中断、ADC中断、捕获中断等。并对系统中采用的抗干扰设计进行了详细阐述。最后,结合实际测试中遇到的问题,做了总结和展望,指出了一些需要改进和完善的功能。