輪式巡邏機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著城市建設(shè)速度加快，機(jī)場、超級商場、會展中心、物流倉庫、車展、醫(yī)院等大型場所的數(shù)量和規(guī)模不斷增加，城市中的大型生活小區(qū)和寫字樓日益增多，人、物流亦更為龐雜，其對保安巡邏自動化的需求日趨迫切[1-3]。目前的保安技術(shù)主要以人力巡邏及CCD定位監(jiān)控為主，這兩種方式已不能滿足現(xiàn)有大規(guī)模復(fù)雜環(huán)境的保安需求。因此與移動機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合，采用保安巡邏機(jī)器人進(jìn)行定時、定點(diǎn)、不間斷流動式的監(jiān)控與巡邏將是更好的解決方案。移動是巡邏機(jī)器人的首要功能，運(yùn)動

2、控制系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性和可靠性是機(jī)器人完成各項任務(wù)的前提，研究并優(yōu)化巡邏機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)具有十分重要的意義。本文主要工作和研究成果如下：
　　①提出了巡邏機(jī)器人系統(tǒng)總體設(shè)計方案，詳細(xì)分析了各個功能模塊；針對現(xiàn)場工況，研究了各類轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計了巡邏機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)；根據(jù)系統(tǒng)要求，優(yōu)選交流伺服驅(qū)動設(shè)備，并給出了運(yùn)動控制系統(tǒng)的基本架構(gòu)。
　　②按照由底層到上層的順序詳細(xì)研究了巡邏機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動控制算法，采用PID三環(huán)控制

3、算法驅(qū)動伺服電機(jī)，保證定位精度的同時兼顧速度和轉(zhuǎn)矩；優(yōu)選S曲線加減速算法規(guī)劃機(jī)器人調(diào)速曲線，實現(xiàn)機(jī)器人快速、平滑、柔性調(diào)速。
　　③針對傳統(tǒng)循跡算法精度低和穩(wěn)定性差等問題，提出一種基于記憶算法的控制策略。通過建立機(jī)器人移動底盤運(yùn)動學(xué)模型，分析路徑信息，融合歷史運(yùn)行參數(shù)和當(dāng)前反饋數(shù)據(jù)，實現(xiàn)優(yōu)化控制。
　　④以ARM內(nèi)核的STM32芯片為控制核心，分析并設(shè)計了該控制器的外圍電路和系統(tǒng)軟件。硬件設(shè)計包括主控電路設(shè)計、各類傳感單元設(shè)