輪式移動機器人運動控制系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、隨著全世界計算機性能、通信水平、傳感器技術(shù)的高速進步，移動機器人的開發(fā)與應(yīng)用已經(jīng)深入到軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等各個領(lǐng)域，而輪式移動機器人正在以它運動速度快、運動平穩(wěn)、適應(yīng)能力強等優(yōu)勢吸引了國內(nèi)外眾多研究者的注意。
　　輪式移動機器人是集感知外部環(huán)境、控制決策與算法、驅(qū)動與執(zhí)行、人機交互為一身的高密度載體，本文以輪式移動機器人為研究對象，對其運動控制系統(tǒng)進行了較為深入的分析與設(shè)計，創(chuàng)新性的采用基于三級遞階控制方案的對輪式移動機器人進行模塊

2、化編程，提出了以STM32單片機作為系統(tǒng)控制核心，AVR單片機作為電機驅(qū)動核心，基于數(shù)傳電臺和RS422總線的嵌入式控制系統(tǒng)，其中，人機交互部分作為組織級，核心控制器作為協(xié)調(diào)級，電機驅(qū)動作為執(zhí)行級，文章主要包括以下幾個重要部分:
　　首先，根據(jù)移動機器人的機械結(jié)構(gòu)，結(jié)合本文所設(shè)計的運動控制系統(tǒng)的技術(shù)要求，對移動機器人的主要零部件進行了型號選取和介紹;
　　其次，本文對運動控制系統(tǒng)的控制器模塊、傳感器模塊、電機驅(qū)動模塊、電源模

3、塊等內(nèi)容的電路分別進行了設(shè)計和分析;
　　再次，針對四輪移動機器人的機械結(jié)構(gòu)，使用電子差速轉(zhuǎn)向原理進行運動學建模，采用基于編碼器的增量式PID算法對移動機器人每個車輪的轉(zhuǎn)速進行精確控制;
　　然后，本文對核心控制器、電機驅(qū)動以及其他獨立模塊的開發(fā)環(huán)境和軟件流程進行介紹，對各個模塊之間的通信格式進行了規(guī)定;
　　最后，根據(jù)本文所設(shè)計的運動控制系統(tǒng)進行裝機試驗，通過移動機器人的運行情況和監(jiān)測數(shù)據(jù)可以分析得出，該控制系統(tǒng)具有