基于DSP的移动机器人运动控制器的设计与分析.pdf

南京理工大学
硕士学位论文
基于DSP的移动机器人运动控制器的设计与分析
姓名:周洲
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:韩军
20080526
摘要关键词:移动机器人,硕刂破鳎匏⒅绷鞯缁琍近年来,移动机器人应用范围越来越广泛,已经被用于人类生活的各个领域,而动机器人的智能化程度越来越高,对机器人运动控制器的要求也在不断提高,这就要保护,并对其主要电路进行了详细的分析。采用速度环及电流环的双闭环控制,对传为了验证整个控制系统和控制策略的合理性,在分析无刷直流电机数学模型的基础上,利用/建立了电机控制系统的仿真模型。通过仿真得到了与理应用移动机器人完成侦查、排爆及消防等危险任务已经成为各国研究的重点。随着移求控制器具有较好的实时性和快速响应能力。论文设计了一款全数字控制的移动机器人运动控制器,具有控制、功率驱动及各种保护等功能。运动控制器采用魑V骺匦酒杓屏薉控制器的硬件电路,这些电路包括钚】刂葡低场⒌缁⒌缁缌骷觳狻⒌缁恢眉觳饧暗缁骨费统的刂平辛烁慕捎昧嘶址掷隤控制作为速度调节器的控制算法。在设计的硬件电路和控制算法基础之上,完成刂破魅砑纳杓啤H砑计包括主程序设计及各种中断子程序设计。中断子程序又包括电机换相及速度计算子程序,涑鲎映绦颍俣瓤刂谱映绦虻取论分析相一致的仿真试验结果,证明了该控制方案的可行性。
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羃盥盟妒书年占月计日乒矽芳年参月砷日学位论文使用授权声明声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我~同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生签名:南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。
髀引言课题来源及背景工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果,代表机电一体化的最高成就,是目前科学技术发展最活跃的领域之一【俊】。具体来讲,移动机器进入二十一世纪以来,各种恐怖主义事件不断发生,迫切需要具有自主能力的移动机器人的出现,运用移动机器人完成侦查、排爆及消防等任务;近几年发生的几场器入越来越多地运用于侦查地形及可疑爆炸物、撤除炸弹等场合。所以,研制能够代作或作业任务的装置,它是移动机器人的心脏,决定了移动机器人性能的优劣【。来越高。特别是随着信息化的进程和计算机科学与技术、信号处理理论与方法等的迅速发展,需要处理的数据量越来越大,移动机器人对精度、数据处理速度和实时性的要求也越来越高,这就迫切需要更加强大的运动控制器的出现。因此,如果能够设计出一款适合于特定移动机器人的运动控制器,它能提升机器提出的具体要求,结合当前机器人技术的发展,研究和开发出一种自主移动机器人。项目的基本要求为:移动机器人依靠履带传动,具有一定的越障和爬坡等功能,子系统,通过自主控制与遥控的方式代替工作人员完成消防、反恐、防爆、侦察及探移动机器人是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多功能于一体的综合系统,是机器人学的一个重要分支。它集中了传感器技术、机械工程、电子人就是脱离人的直接控制,采用遥控、自主或半自主等方式在一定范围环境中完成特定任务的运动物体【縨。局部战争中,移动机器人都发挥了很大的作用,特别是在城市战争及巷战中,移动机替人类在危险、恶劣环境下工作的具有一定自主能力的移动机器人成为当前国内外研究的热点【俊而移动机器人运动控制器则是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动随着移动机器人的智能化程度越来越高,对机器人运动控制器的性能要求也就越人运动控制的实时性和准确性,同时也能实现移动机器人复杂的控制算法,那将对推动移动机器人的发展是非常重要的。本课题源于南京市科技局的“多用途特殊移动作业机器人U攵阅暇┦锌萍季同时可搭载视觉系统和多种发射装置,如搭载消防、侦察、探测、机械臂和轻武器等测等危险作业。
,研究所已经进行过系列机器人的研制。×宽×高:驱动轮直径平地正骨俣机动指标爬坡能力转向能力续航能力∈倍由控制方式自主控制