輪邊驅(qū)動(dòng)全向輪模塊化控制系統(tǒng)研制.pdf

1、近年來(lái)，隨著機(jī)器人學(xué)與相關(guān)學(xué)科的迅速發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人在許多行業(yè)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。全方位移動(dòng)機(jī)器人是能夠在平面上實(shí)現(xiàn)前后、左右和自轉(zhuǎn)三個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)機(jī)器人，尤其適合工作在空間狹窄有限，對(duì)機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性能要求很高的工況下。全方位移動(dòng)機(jī)器人的類型很多，本課題中作者以研制輪邊驅(qū)動(dòng)全輪偏轉(zhuǎn)式全方位移動(dòng)機(jī)器人為平臺(tái)，研制了輪邊驅(qū)動(dòng)全向輪模塊化控制系統(tǒng)。
　　1.本文介紹了輪邊驅(qū)動(dòng)及其優(yōu)點(diǎn)，對(duì)輪邊驅(qū)動(dòng)全向輪的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，闡述了各

2、部件的功能，選擇了直流無(wú)刷電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)，并分析了全向輪的運(yùn)動(dòng)形式。
　　2.詳細(xì)分析了全向輪模塊中輪轂電機(jī)與舵向電機(jī)的控制技術(shù)要求，根據(jù)其系統(tǒng)特點(diǎn)選擇模糊控制作為控制算法，基于實(shí)驗(yàn)測(cè)定對(duì)舵向電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)化建模，設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)控制目標(biāo)的模糊控制器并使用MATLAB對(duì)其進(jìn)行了仿真分析。
　　3.應(yīng)用嵌入式系統(tǒng)的知識(shí)，選擇C8051F020單片機(jī)作為控制芯片，設(shè)計(jì)了能夠?qū)崿F(xiàn)各期望功能的外圍電路，例如電源模塊、多機(jī)通訊模塊等

3、，并制作出硬件控制板卡。
　　4.使用IDE開發(fā)環(huán)境及H-JTAG調(diào)試仿真器對(duì)全向輪模塊控制系統(tǒng)軟件進(jìn)行開發(fā)設(shè)計(jì)，使用串口通訊協(xié)議進(jìn)行串口多機(jī)通訊設(shè)計(jì)，為A/D采樣設(shè)計(jì)了一種結(jié)合中值濾波、限幅濾波，算數(shù)平均濾波優(yōu)點(diǎn)的數(shù)字濾波器，在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)隨機(jī)干擾達(dá)到了良好的濾波效果。
　　5.編寫了上位機(jī)控制界面，完成了全向移動(dòng)機(jī)器人的調(diào)試，使之實(shí)現(xiàn)了預(yù)定的運(yùn)動(dòng)。
　　本文對(duì)輪邊驅(qū)動(dòng)全向輪模塊化控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析與研究，制作