移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)是移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制部件，對(duì)機(jī)器人的平穩(wěn)運(yùn)行起著重要的作用。隨著新的控制算法的應(yīng)用和電子技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人正朝著高速、高精度、開(kāi)放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。移動(dòng)機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)高速、高精度的位置控制和軌跡跟蹤，必須依賴(lài)先進(jìn)的控制策略和優(yōu)良的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。 在本文中，按照控制系統(tǒng)的要求，選定以ARM微處理器LPC2119作為核心芯片進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。論文中研究了基于LPC2

2、119的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)方案，系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用的了基于嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，電機(jī)的速度控制采用了先進(jìn)的模糊PID控制技術(shù)。 首先，介紹了移動(dòng)機(jī)器人的硬件構(gòu)成，著重講述可LPC2119控制電路的設(shè)計(jì)方法，串口電路的設(shè)計(jì)以及電機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量；介紹了直流電機(jī)的選擇方法，推導(dǎo)了機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的動(dòng)力學(xué)模型，完成了電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試；根據(jù)機(jī)器人的功能要求設(shè)計(jì)了應(yīng)用于機(jī)器人的傳感器系統(tǒng)，包括精密超聲傳感器，碰撞開(kāi)關(guān)傳感器

3、，避碰超聲傳感器的設(shè)計(jì)。 其次，介紹了講述了機(jī)器人軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，引入了嵌入式操作系統(tǒng)的概念。首先著重介紹了μCOS-Ⅱ的移植方法和移植過(guò)程，涉及了各個(gè)文件的修改方法；然后討論了機(jī)器人系統(tǒng)軟件的任務(wù)劃分方法，并采用模塊化方法編寫(xiě)了各個(gè)任務(wù)；最后介紹了避碰超聲子系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)過(guò)程，介紹了RTOS51的移植方法，相應(yīng)的任務(wù)設(shè)計(jì)方法。 最后，介紹了模糊PID控制器的設(shè)計(jì)及其在ARM上的實(shí)現(xiàn)方法。首先介紹了移動(dòng)平臺(tái)的數(shù)學(xué)模型