自主移動(dòng)機(jī)器人嵌入式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人學(xué)的一個(gè)重要分支，一個(gè)完整的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)通常由移動(dòng)機(jī)構(gòu)、感知系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)部分組成。本論文圍繞移動(dòng)機(jī)器人與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，對(duì)非結(jié)構(gòu)環(huán)境下輪式移動(dòng)機(jī)器人的體系結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)建、運(yùn)動(dòng)控制和定位等問(wèn)題進(jìn)行了研究。 首先，在分析移動(dòng)機(jī)器人水平型和垂直型體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及適應(yīng)范圍的基礎(chǔ)上，提出了基于并行多微處理器混合型體系結(jié)構(gòu)，結(jié)合我們研制的移動(dòng)機(jī)器人給出了該混合型體系結(jié)構(gòu)的軟件和硬件實(shí)現(xiàn)。 然后，設(shè)計(jì)并實(shí)

2、現(xiàn)了基于TMS320F2812+uC/OS-Ⅱ的嵌入式運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。硬件工作主要包括設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)放大器、電流檢測(cè)電路、速度和位置檢測(cè)電路等；軟件工作包括移植uC/OS-Ⅱ到TMS320F2812，劃分系統(tǒng)各任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，以及設(shè)計(jì)控制主程序及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)角測(cè)量、串行通信、PWM波形輸出等、ADC電流采樣等中斷服務(wù)子程序。 接下來(lái)，本文提出了一種適合于底層伺服控制的自適應(yīng)模糊PID控制器設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)同步速度控制器的基礎(chǔ)上建立了伺服控制系統(tǒng)

3、仿真模型，并通過(guò)MATLAB/Simulink仿真環(huán)境分析了該控制方法的性能。通過(guò)MATLAB/EmbeddedTargetTools工具將系統(tǒng)模型直接轉(zhuǎn)化為C語(yǔ)言代碼，經(jīng)調(diào)試、優(yōu)化后下載到運(yùn)動(dòng)控制板上實(shí)現(xiàn)了對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的底層伺服控制。 最后，根據(jù)差動(dòng)輪式移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)，將移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡分解為直線、旋轉(zhuǎn)和圓弧等情況，并實(shí)現(xiàn)了以上各種情況下對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制。得到了比較理想的控制結(jié)果。另外，根據(jù)基于光電編碼器的差動(dòng)輪式