移動機器人的直流伺服技術(shù)研究.pdf

1、移動機器人作為機器人學的一個重要分支，在工農(nóng)業(yè)自動化和科學研究等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。本文主要研究作為移動機器人關(guān)鍵技術(shù)之一的直流伺服技術(shù)，針對移動機器人全向運動的實現(xiàn)需求，要求所設(shè)計的直流伺服系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)精度高、動態(tài)響應(yīng)快、抗擾性能好。
　　本文首先從直流伺服技術(shù)的原理出發(fā)，設(shè)計了轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制直流伺服系統(tǒng)。選擇三相無刷直流電機為執(zhí)行元件，在分析電機工作原理的基礎(chǔ)上，對其進行了數(shù)學建模；對比典型系統(tǒng)分別設(shè)計了轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器，并

2、且建立了整個直流伺服系統(tǒng)的數(shù)學模型，為軟硬件設(shè)計打下基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)速環(huán)和電流環(huán)采用PI控制，能夠保證穩(wěn)態(tài)無靜差，對設(shè)定值的快速跟蹤和一定的抗擾能力。同時，針對常規(guī)PI控制的不足，轉(zhuǎn)速環(huán)采用帶積分分離的PI控制，有效抑制了工作過程中的飽和效應(yīng)，減少了轉(zhuǎn)速超調(diào)，控制性能得到明顯改善。
　　本文對移動機器人直流伺服系統(tǒng)進行了總體方案設(shè)計，包括四個全向輪的分布式控制方式、電機的選型和上下位機間的通信，并介紹了系統(tǒng)調(diào)試相關(guān)的手柄無線遙控裝置。

3、r>　　課題研制了作為下位機的伺服控制板，本文介紹了軟硬件設(shè)計的關(guān)鍵步驟。硬件電路以C8051F系列單片機為主控芯片，主要包括主控電路、驅(qū)動電路、信號處理電路和通訊接口電路等模塊。軟件設(shè)計的主要任務(wù)是在伺服控制板上實現(xiàn)控制算法，完成對電機獨立的閉環(huán)控制，并與上位機進行通信。本文通過系統(tǒng)化的程序流程圖描述了軟件各功能模塊的實現(xiàn)過程。為調(diào)試之目的，還在C++Builder環(huán)境下開發(fā)了上位機人機交互軟件，方便了測試工作。
　　此外，課題