復(fù)雜環(huán)境救援行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)故障診斷平臺的研究.pdf

1、隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，機(jī)器人行業(yè)發(fā)展迅速，特別是移動機(jī)器人已廣泛用于科學(xué)考察、地質(zhì)勘探、災(zāi)難營救等多個領(lǐng)域。為了解決復(fù)雜環(huán)境下的偵測、救援等問題，在閱讀大量參考文獻(xiàn)和深入總結(jié)前人研究工作的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一救援四足行走機(jī)構(gòu)，建立了其三維模型，并進(jìn)行了初步的運(yùn)動和動力學(xué)仿真分析，驗(yàn)證了行走機(jī)構(gòu)的有效性。 在設(shè)計(jì)四足行走機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，針對機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)研究了其故障診斷平臺，此故障診斷平臺可對行走機(jī)構(gòu)的控制系統(tǒng)故障進(jìn)行檢測，能很快判斷故障

2、的來源，是解決控制系統(tǒng)故障中必不可少的一步。診斷平臺的主要部分是任意信號激勵源和高頻標(biāo)準(zhǔn)信號激勵源的產(chǎn)生。任意波形采用基于數(shù)字合成的方法，即先將所需產(chǎn)生的信號波形的一個周期的若干個樣點(diǎn)的幅值數(shù)據(jù)信息存儲在波形存儲器中，再通過硬件電路依次從波形存儲器中讀取出來，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換及濾波后得到所需信號波形輸出。據(jù)此，設(shè)計(jì)了以AVR單片機(jī)ATmega8和D/A轉(zhuǎn)換器TLC7528為核心的任意波形發(fā)生器。本文對軟硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行相應(yīng)研究，完成了電源模塊、

3、單片機(jī)系統(tǒng)、高速D/A轉(zhuǎn)換及濾波等硬件電路設(shè)計(jì)，制作了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)并進(jìn)行了系統(tǒng)測試。高頻標(biāo)準(zhǔn)波形的產(chǎn)生采用直接數(shù)字合成(DDS)技術(shù)，設(shè)計(jì)了以DDS芯片AD9850為核心的信號源，給出了信號源的設(shè)計(jì)方案、軟硬件的具體實(shí)現(xiàn)。硬件設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行了抗干擾設(shè)計(jì)，主要包括濾波技術(shù)、接地處理、電源的處理等。 上位機(jī)軟件采用C＃語言編寫了上位機(jī)軟件部分，開發(fā)了任意波形發(fā)生器的波形編輯軟件。通過該軟件用戶可以設(shè)置各種波形參數(shù)，進(jìn)而控制硬件模塊產(chǎn)生相應(yīng)