輪式移動(dòng)機(jī)器人調(diào)速系統(tǒng)的控制研究.pdf

1、機(jī)器人技術(shù)的研究水平已成為目前衡量一個(gè)國家智能化發(fā)展?fàn)顩r的重要方面,代表了當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和系統(tǒng)集成技術(shù)的最新發(fā)展。隨著移動(dòng)機(jī)器人的迅速發(fā)展,它在工業(yè)生產(chǎn)和生活等眾多方面發(fā)揮出越來越重要的作用,對(duì)其調(diào)速系統(tǒng)的控制精度也有了更高的要求。論文以 MT-UROBOT輪式移動(dòng)機(jī)器人為研究對(duì)象,對(duì)其調(diào)速系統(tǒng)的控制進(jìn)行了詳細(xì)的研究。
　　 論文首先介紹了國內(nèi)外移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用與發(fā)展,簡單闡述了移動(dòng)機(jī)器人的分類和當(dāng)前移動(dòng)機(jī)器人研究的

2、熱點(diǎn)問題:接著論文對(duì)調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展概況進(jìn)行了介紹,包括直流調(diào)速系統(tǒng)的原理和方式問題；然后論文介紹了移動(dòng)機(jī)器人 MT—UROBOT。論文以MT-UROBOT為對(duì)象分析了兩輪驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)和差速調(diào)速驅(qū)動(dòng)方式,并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)了其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型,還對(duì)幾種簡單的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行了數(shù)學(xué)描述。
　　 隨著電力電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,基于DSP的全數(shù)字智能調(diào)速系統(tǒng)已成為當(dāng)今最主要的調(diào)速方式。論文以 TMS320LF2407A為

3、微控制器,介紹了輪式移動(dòng)機(jī)器人調(diào)速系統(tǒng)的硬件和軟件構(gòu)成。包括DSP芯片 TMS320LF2407A的性能特點(diǎn)、PWM變換器的原理、電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片 LMD18200的結(jié)構(gòu)和功能、增量式光電編碼器ZKX-6-50BM7及其轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向檢測(cè)的原理方式,并對(duì)調(diào)速系統(tǒng)初始化子程序和幾個(gè)中斷子程序進(jìn)行了分析研究。
　　 控制算法是移動(dòng)機(jī)器人調(diào)速系統(tǒng)控制的關(guān)鍵部分,算法的優(yōu)劣直接決定了調(diào)速系統(tǒng)性能的高低。論文以傳統(tǒng)PID算法為基礎(chǔ),詳細(xì)分析了其控

4、制原理和三個(gè)參數(shù)對(duì)調(diào)速系統(tǒng)控制性能的作用和影響,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了雙閉環(huán) PID調(diào)速系統(tǒng),并在 MATLAB仿真環(huán)境下對(duì)其進(jìn)行了仿真研究。根據(jù)仿真結(jié)果,按照調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)和動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)詳細(xì)分析了其控制性能。
　　 參數(shù)整定是PID控制算法的一個(gè)重要環(huán)節(jié),合適的參數(shù)能使系統(tǒng)性能達(dá)到最優(yōu),但由于實(shí)際系統(tǒng)存在滯后、非線性等因素影響,使得參數(shù)整定一直成為PID控制的難點(diǎn)。針對(duì)這一問題,論文將模糊控制策略和自適應(yīng)控制引入到PID控制中。在分