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自主移动机器人运动控制研究

作者：朱瑞 Publish: 2007-4-27 Hits:-

【中文题名】

自主移动机器人运动控制研究

【英文题名】

Research on Motion Control of Autonomous Mobile Robot

【学科专业】

交通信息工程及控制

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-4-27

【中关键词】

移动机器人,脉宽调制,运动控制,PID,,

【英关键词】

Mobile robot,PWM,motion control,PID control,

【分类导航】

工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人>智能机器人

【论文摘要】

移动机器人是一种能够通过传感器感知外界环境和自身状态,实现在有障碍物的环境中面向目标的自主运动,从而完成一定作业功能的机器人系统。运动控制系统是移动机器人的重要组成部分。本文在前人工作的基础上,对轮式移动机器人运动控制系统进行了进一步的研究。本文综述了移动机器人的发展概况、研究内容和发展趋势,介绍了自行研制的移动机器人的体系结构、系统构成和性能指标。在原运动控制系统控制电路、驱动电路、光电隔离、速度传感器设计的基础上,进行了系统电源的设计,完成了运动控制系统的脉宽调制(PWM)控制、转速测量和与上位机的串口通信的程序设计。为了改善对直流电机的控制效果,研究了直流电机的数学模型,设计了PID控制器,并在MATLAB环境中进行了仿真分析。进行了移动机器人的直线、旋转和圆弧运动控制的试验,取得了较好的效果,实现了对移动机器人的运动控制。

【论文题纲】

中文摘要	5-6
ABSTRACT	6-9
第1章绪论	9-14
1.1 移动机器人的发展概况	9-10
1.2 研究内容及发展趋势	10-12
1.3 课题背景和主要研究工作	12-14
第2章 SY1012 机器人体系结构研究	14-20
2.1 SY1012 的系统体系结构	14-16
2.2 系统构成	16-19
2.2.1 控制系统	16-17
2.2.2 移动机构	17-18
2.2.3 感知系统	18-19
2.3 性能指标	19-20
第3章运动控制系统设计	20-35
3.1 硬件设计	20-26
3.1.1 TMS320F2812 控制器	21-22
3.1.2 驱动电路	22-24
3.1.3 信号隔离电路	24-25
3.1.4 光电编码器及接口电路	25-26
3.2 电源系统设计	26-28
3.3 软件设计	28-34
3.3.1 PWM 控制	28-29
3.3.2 转速测量	29-31
3.3.3 串行通讯	31-34
3.4 本章小结	34-35
第4章 PID 控制	35-42
4.1 直流电机的数学模型	35-38
4.1.1 直流伺服机构	35-37
4.1.2 数学模型推导	37-38
4.2 PID 控制	38-41
4.2.1 PID 算法	38-40
4.2.2 PID 控制器设计及仿真	40-41
4.3 本章小结	41-42
第5章实验	42-48
5.1 直线运动	42-44
5.2 旋转运动	44-45
5.3 圆弧运动	45-46
5.4 误差分析	46-47
5.5 本章小结	47-48
第6章总结与展望	48-50
6.1 总结	48-49
6.2 展望	49-50
参考文献	50-52
作者简历	52-53

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.382559



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