【硕士论文】智能小车运动控制技术的研究.pdf

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1、武汉理工人学硕士学位论文摘要智能小车，也就是轮式机器人，最适合在那些人类无法工作的环境中工作，该技术可以应用于无人驾驶机动车，无人生产线，仓库，服务机器人，航空航天等领域。作为20世纪自动化领域的重大成就，机器人已经和人类社会的生产、生活密不可分。因此为了使智能小车工作在最佳状态，进一步研究及完善其速度和方向的控制是非常有必要的。本文首先详细介绍了智能小车硬件系统的设计。系统主控制核心采用了fi'eescale16位单片机MC9S12DGl28B，该系统是在CodeWarfior软件平台基础上设计完成的，可以采用C、C++语言和汇编语言编程。系

2、统硬件包括电源模块，寻迹传感器模块，车速测量模块，电机驱动模块以及负责转向的舵机模块的设计。在寻迹传感器模块中，为了提高红外传感器的探测距离，我们采取脉冲发光的方式，用PWM来控制传感器发射管的导通和关闭。以此在得到高瞬时电流的同时，使其平均电流不超过传感器的极限工作电流。其次，本文重点介绍了一种智能小车路径识别算法。通过传感器的敏感距离与传感器的相对输出值之乘积可得此传感器与黑线中心的距离，从而计算出此时黑线位置的坐标值，根据此坐标值来调整小车的运动方向。再次，根据系统硬件的设计和确定的控制策略在CodeWarrior4．6集成开发环境下完成

3、了控制器的时钟模块，PWM模块，ECT模块，A／D模块的初始化以及对车体PID控制算法的数学模型进行了研究。最后，通过对小车进行仿真及实车调试运行，验证了本文的方向及速度控制算法的可靠性。结果表明：本课题设计的智能小车及其控制算法不但具有运行性能良好，可靠性高的特点，实现了自动寻迹功能，为后续的研究工作提供了一定的基础。关键词：自动寻迹，红外传感器，PWM调制，PID控制算法武汉理下大学硕士学位论文ABSTRACTIntelligentvehicle，alSOiscalledaswheeledrobot，mostsuitsintheenviro

4、nmentwhichthesehumanbeingsareunabletowork，thetechnologyCanbeappliedtOunmannedvehicles，unmannedproductionlines，warehouses，servicerobots，aerospaceandotherfields．Asthemajorachievementsinthefieldofautomationofthe20thcentury,roboticsandhumansocietyhasbeeninseparableinproductionan

5、ddailylire．Therefore．inordertolettheintelligentvehicleinthebestconditionthefurtherresearchandimproveitsspeedanddirection．controliSverynecessary．Firstly,thehardwaresystemdesignisintroducedindetail．MC9Sl2DGl28BwhichprogramwimC，C++andcompilation1anguageworks髂thecoreprocessoroft

6、hecontrolcircuit．ThesystemisdesignedbasedontheCodeWarriorsoftwareplatform．田鸸hardwaredesignofcontrolsystemincludepowermodule，pathidentificationmodule，velocitymeasurementmodule，drivingmoduleandSteeringgearmodule．Indrivingmodule,awayofPWMusedtoincreasethesensors’explorationdist

7、ance．whichcontrols铡lsors’onand0伍Sothatahighinstantaneouscurrentcanbegetaswell鹤anaveragecurrentcouldbelOWmaximumcurrentofthesensor．Intheaspectofmechanicalsystemdesign，theadjectivemethodsofmechanicalandstructureparametersarediscussedaccordingtoautomobiletechnicaltheory，such嬲ca

8、sterangle，kingpininclination，toe-inandcamberofwheels．Meanwhile，thecalibrate