基于模糊PID控制技術(shù)的移動(dòng)機(jī)器人研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，跨越了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、機(jī)械、電子等各個(gè)學(xué)科。在炸藥和火工品制造行業(yè)的車間及倉庫里，危險(xiǎn)原料和產(chǎn)品的搬運(yùn)仍然由工人親自完成，具有重大的安全隱患。本文設(shè)計(jì)了一種基于視覺導(dǎo)航和模糊PID控制的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)代替工人進(jìn)行搬運(yùn)工作，提高工人的安全。
　　本文闡述了移動(dòng)機(jī)器人模糊PID控制系統(tǒng)的基本原理，研究了移動(dòng)機(jī)器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上搭建了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。硬件系統(tǒng)包括以

2、下模塊：基于16位單片機(jī)MC9S12XS128MAL微控制器系統(tǒng)電路、基于AD芯片TLC5510和視頻分離芯片LM1881的圖像采集電路、H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、E18-D80NK紅外傳感器障礙物檢測電路、光電傳感器測速電路以及4*4矩陣鍵盤和LCD12864接口電路。該硬件系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)視頻及行、場同步信號(hào)的快速采集，有效驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)避障和軌跡跟蹤的功能。
　　在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，開發(fā)了移動(dòng)機(jī)器人的軟件系統(tǒng)：包括圖像采集和處理子程

3、序、舵機(jī)模糊PID控制算法、電機(jī)測速和模糊控制算法。文中研究了非等間距的采樣算法，降低了采樣過程中梯形失真的影響；在圖像預(yù)處理中，研究了一種基于中值濾波和固定閾值的圖像二值化算法；在路徑跟蹤中，研究了基于導(dǎo)航線寬度門限和基準(zhǔn)中心線的提取算法。采用模糊PID控制算法，既解決了模糊控制的控制精度不高的問題，也解決了PID抗干擾性差的問題，使得移動(dòng)機(jī)器人的穩(wěn)定性和抗干擾性更好。
　　最后，通過對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試，