移動機器人控制系統(tǒng)設計與研究.pdf

1、移動機器人控制系統(tǒng)是移動機器人的運動控制部件，對機器人的平穩(wěn)運行起著重要的作用。隨著新的控制算法的應用和電子技術的發(fā)展，移動機器人正朝著高速、高精度、開放化、智能化、網絡化發(fā)展，對運動控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。移動機器人要實現高速、高精度的位置控制和軌跡跟蹤，必須依賴先進的控制策略和優(yōu)良的運動控制系統(tǒng)。 在本文中，按照控制系統(tǒng)的要求，選定以ARM微處理器LPC2119作為核心芯片進行運動控制系統(tǒng)的設計。論文中研究了基于LPC2

2、119的移動機器人控制系統(tǒng)的硬件實現方案，系統(tǒng)的軟件設計采用的了基于嵌入式實時系統(tǒng)的設計方法，電機的速度控制采用了先進的模糊PID控制技術。 首先，介紹了移動機器人的硬件構成，著重講述可LPC2119控制電路的設計方法，串口電路的設計以及電機轉速的測量；介紹了直流電機的選擇方法，推導了機器人運動平臺的動力學模型，完成了電機驅動電路的設計和調試；根據機器人的功能要求設計了應用于機器人的傳感器系統(tǒng)，包括精密超聲傳感器，碰撞開關傳感器

3、，避碰超聲傳感器的設計。 其次，介紹了講述了機器人軟件系統(tǒng)的設計方法，引入了嵌入式操作系統(tǒng)的概念。首先著重介紹了μCOS-Ⅱ的移植方法和移植過程，涉及了各個文件的修改方法；然后討論了機器人系統(tǒng)軟件的任務劃分方法，并采用模塊化方法編寫了各個任務；最后介紹了避碰超聲子系統(tǒng)的軟件設計過程，介紹了RTOS51的移植方法，相應的任務設計方法。 最后，介紹了模糊PID控制器的設計及其在ARM上的實現方法。首先介紹了移動平臺的數學模型