移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、控制系統(tǒng)作為整個(gè)移動(dòng)機(jī)器人的核心，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的平穩(wěn)運(yùn)行起著十分關(guān)鍵的作用。隨著新的控制算法和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人正朝著高速、高精度、開(kāi)放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。移動(dòng)機(jī)器人要想實(shí)現(xiàn)精確化、實(shí)時(shí)化的控制，必須依賴先進(jìn)的控制策略和性能優(yōu)良的控制系統(tǒng)以及高速的微處理器。 本文首先設(shè)計(jì)了移動(dòng)機(jī)器人的移動(dòng)機(jī)構(gòu)，采用三輪結(jié)構(gòu)。前輪為萬(wàn)向輪，兩個(gè)后輪為驅(qū)動(dòng)輪，采用左右輪差動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。介紹了

2、直流電機(jī)的選擇方法，并建立了移動(dòng)機(jī)器人在理想狀態(tài)下的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。 其次按照控制的要求，選定ATMEL公司的AVR系列微控制器ATmega8515L作為控制系統(tǒng)的核心，設(shè)計(jì)了基于ATmega8515L的控制系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)方案。把控制系統(tǒng)分為微控制器、模糊避障、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、測(cè)速、電源、存儲(chǔ)等幾個(gè)模塊，并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和分析。微控制器模塊主要進(jìn)行各種信息、數(shù)據(jù)的處理，協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各功能模塊完成預(yù)定的任務(wù)；模糊避障模塊由5

3、路超聲波傳感器組成，主要負(fù)責(zé)移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的障礙物距離檢測(cè)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊負(fù)責(zé)移動(dòng)機(jī)器人左右輪的獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，主要由功率轉(zhuǎn)換模塊和微處理器內(nèi)置的PWM單元組成，實(shí)現(xiàn)左右輪的差動(dòng)控制；測(cè)速模塊由增量式編碼器組成，用于左右輪轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)向的實(shí)時(shí)測(cè)量，以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制；電源模塊負(fù)責(zé)整個(gè)移動(dòng)機(jī)器人的電源供給，由12V蓄電池和調(diào)壓電路構(gòu)成。 最后設(shè)計(jì)了基于模糊控制技術(shù)的多傳感器融合避障算法。移動(dòng)機(jī)器人有5路超聲測(cè)距系統(tǒng)采集周圍的障礙