军用移动机器人行走驱动及控制系统研究
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摘要
本论文主要研究军用移动机器人的行走驱动及控制系统。在深入研究移动机器人运动学模型的基础上，针对户外军用环境的危险性，简单说明了遥控机器人系统的上、下位机“感知-动作”的体系结构，源于此：设计了下位机的电机驱动电路、速度检测单元、传感器单元、CPU监控电路以及无线通信单元的硬件设施；制作了前方机器人车体系统和后方操作员能够互通信息的良好的人机界面；开发了机器人车体系统的主控程序、软件定时器中断程序、串行中断程序以及上位机串口程序；提出了一种基于数字平滑滤波和微分滤波的偏差系数型PID控制算法；设计了由CCD图像信息提取机器人车体转弯半径的方法，从而实现了机器人车体的智能转弯和科学避障。另外，由于环境对机器人车体越障能力的要求，除了应用既成成果——越障车轮组之外，本课题还充分考虑了野外各种障碍物对机器人车体的影响，构造了合理简单的机器人车体结构，并对其几何通过性(越障能力)进行了定性、定量描述，最终实现了具备一定越障能力和智能避障能力的灵活简单的遥控机器人系统。
In the dissertation, the control system and the driving technology of mobile robot are fully analyzed by software and hardware. Aiming at the telecontrolled robot system being the same with the legionary circumstance, the dissertation presents a program design of wireless serial communication between robot's singlechip and PLC and shows a expedient person-computer interface under the VB languages to realize flexible control of the operator. The mobile robot can bring timely turning to success via the intelligent turning calculation of the PC. At the same time, the singlechip as microprocessor can realize accurate speed adjustment of the robot to the command from the PC by means of an improved PID arithmetic.
In the dissertation, the control system and the driving technology of mobile robot are fully analyzed by software and hardware. Aiming at the telecontrolled robot system being the same with the legionary circumstance, the dissertation presents a program design of wireless serial communication between robot's singlechip and PLC and shows a expedient person-computer interface under the VB languages to realize flexible control of the operator. The mobile robot can bring timely turning to success via the intelligent turning calculation of the PC. At the same time, the singlechip as microprocessor can realize accurate speed adjustment of the robot to the command from the PC by means of an improved PID arithmetic.
引文
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