智能小車運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究.pdf

1、智能小車，也就是輪式機(jī)器人，最適合在那些人類無(wú)法工作的環(huán)境中工作，該技術(shù)可以應(yīng)用于無(wú)人駕駛機(jī)動(dòng)車，無(wú)人生產(chǎn)線，倉(cāng)庫(kù)，服務(wù)機(jī)器人，航空航天等領(lǐng)域。作為20世紀(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域的重大成就，機(jī)器人已經(jīng)和人類社會(huì)的生產(chǎn)、生活密不可分。因此為了使智能小車工作在最佳狀態(tài)，進(jìn)一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。 本文首先詳細(xì)介紹了智能小車硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主控制核心采用了freescale16位單片機(jī)MC9S12DG128B，該系統(tǒng)是

2、在CodeWarrior軟件平臺(tái)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)完成的，可以采用C、C++語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言編程。系統(tǒng)硬件包括電源模塊，尋跡傳感器模塊，車速測(cè)量模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊以及負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向的舵機(jī)模塊的設(shè)計(jì)。在尋跡傳感器模塊中，為了提高紅外傳感器的探測(cè)距離，采取脈沖發(fā)光的方式，用PWM來(lái)控制傳感器發(fā)射管的導(dǎo)通和關(guān)閉。以此在得到高瞬時(shí)電流的同時(shí)，使其平均電流不超過(guò)傳感器的極限工作電流。 其次，本文重點(diǎn)介紹了一種智能小車路徑識(shí)別算法。通過(guò)傳感器的敏感距離與傳

3、感器的相對(duì)輸出值之乘積可得此傳感器與黑線中心的距離，從而計(jì)算出此時(shí)黑線位置的坐標(biāo)值，根據(jù)此坐標(biāo)值來(lái)調(diào)整小車的運(yùn)動(dòng)方向。 再次，根據(jù)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)和確定的控制策略在CodeWarrior4.6集成開發(fā)環(huán)境下完成了控制器的時(shí)鐘模塊，PWM模塊，ECT模塊，A/D模塊的初始化以及對(duì)車體PID控制算法的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了研究。 最后，通過(guò)對(duì)小車進(jìn)行仿真及實(shí)車調(diào)試運(yùn)行，驗(yàn)證了本文的方向及速度控制算法的可靠性。 結(jié)果表明：本課題