履帶式井下探測機器人底層控制系統(tǒng)研究與設(shè)計.pdf

1、中國作為世界產(chǎn)煤大國，也是世界煤礦事故高發(fā)國家，需要非常重視煤礦生產(chǎn)的安全。在災(zāi)害發(fā)生前如何對隱患進行準確及時的檢測與預(yù)防，災(zāi)后如何盡最大的可能性進行施救，將是一個具有重大意義的課題。本文將描述針對目前的這種現(xiàn)實需求研究的井下探險探測機器人移動平臺樣機的控制系統(tǒng)的設(shè)計過程。 在文章開始介紹了課題的來源、背景、意義及國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀。為了使大家對機器人平臺有直觀的認識，介紹了一下機器人的機械結(jié)構(gòu)。同時，介紹了課題設(shè)計的方案及指標。

2、 機器人移動平臺使用了基于CAN總線的分布式控制系統(tǒng)。文中分為硬件、算法和程序設(shè)計三部分描述了該控制系統(tǒng)的設(shè)計過程。同時制定了一套基于行為的機器人指令系統(tǒng)，通過試教和機器人自身的專家規(guī)則優(yōu)化形成機器人的行為。行為形成后，機器人可以通過對行為的配合完成任務(wù)。 控制系統(tǒng)CAN節(jié)點采用FreeScale的16位微控制器MC9S12DG128B構(gòu)成?？刂破鞒送ㄐ抛饔猛?，還完成對機器人平臺的底層控制。機器人靠電機動力驅(qū)動，系統(tǒng)中

3、使用了SA56和SA60兩種大功率集成H橋型PWM信號功率放大電路作為直流有刷電機的驅(qū)動器。文中介紹了CAN總線網(wǎng)絡(luò)在控制系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)，并說明各部分的意義。 在算法方面，機器人的動作通過人為示教形成并被封裝成為一個個行為對象。在單獨的行為對象中包含了基于強化學(xué)習(xí)中的Q學(xué)習(xí)及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化學(xué)習(xí)算法。機器人形成行為對象后，通過學(xué)習(xí)算法使自身的行為動作更好的適應(yīng)環(huán)境。在遇到類似環(huán)境時，機器人使用相同的行為仍可根據(jù)環(huán)境的變化進化自身