轮式移动机器人的运动控制

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1、摘要轮式移动机器人是机器人研究领域的一个重要分支，它集智能控制，信息处理，检测与转换等专业技术于一体，跨越计算机、自动控制、电子等诸多学科，成为当前智能机器人研究的重点之一。本文以中央电视台举办的两届“全国大学生机器人电视大赛”为背景，系统的研究了轮式移动机器人控制系统的设计与开发。首先，本文对轮式机器人的结构做了简要介绍，并以常用的三轮结构为例，进行车体方位的推导计算。其次，本文重点阐述了轮式移动机器人控制系统的硬件设计原理，主要包括以删嵌入式处理器为核心的中央控制系统和以DSP为主控芯片的直流伺服电机控制模块的设计。在这部分内容中，本文对控

2、制系统硬件的选型、单元电路的设计以及系统硬件的调试方法和调试过程做了详尽的说明。最后，结合两届比赛的规则，本文对轮式移动机器人的运动控制策略做了详尽的分析，给出了基于传统PID控制的“直线行进”控制算法和基于“模糊控制”的寻线算法，并给出了相应的程序流程图。本文设计的特色之处在于把低功耗、高性能的嵌入式微处理器与智能控制算法相结合，设计出较为完善的轮式移动机器人的运动控制实验平台，为今后的比赛和研究打下了一定的基础。关键词：轮式移动机器人；ARM处理器；DSP；运动控制；模糊控制AbstractW11eeledmobilerobotisalli

3、mportantbranchofrobot．Itinvolvesintelligentcontl01．informationprocession，anddetectionandconversion．Itreferstocomputerscienee．autocontrol，mechanical，electronicscience．It’Soneofthekeyresearchesonintelligentrobotnow．ThesubjectofthisdesignrootsinthetwonationalundergraduaterobotT

4、VgamesheldbvCCTv．111isPaDerinvestigatesthedesignanddevelopmentofeontrolsystemforwheeledmobilerobot．Firstly,wheeledmobilerobot’Sfranleformisintroducedbriefly．ThecalculationofbodyworkorientationiSbasedonthecommonthree—wheelfrarnc．Secondly,thePaperpresentsindetailhardwaredesign

5、ofcontr01svstemforwheeledmobilerobots．ItmainlYincludescentercontrolsystembasedonARMembeddedprocessorandDCservomotorcontrollerbasedonDSP．Inthispart,somepointsarepresented。includinghardwarechoosing，circuitdesign，systemdebuggingandSOon．Finally,consideringcontestrules，thepaperpr

6、esentscontrolstrategyformovementwheeledmobilerobots。forexamplestraightlinemovementbasedonPIDcontrolarithmetic，whichbelongstotraditionalmethodandlinefollowingcontrolarithmeticbasedonfuzzyalgorithm．AndtheflowchartforthearithmeticiSalsopresented．0neofimportantcharacteristicsoft

7、hisPaDel"istocombinelowpowerandhighperformanceembeddedprocessorwithintelligentcontrolarithmetic．whichiSveryusefultodesignanintegratedcontroIsystemforWheeledmobilerobottestandbeneficiaitothecontestinthefuture．Keywords：wheeIedmobiIerobot：ARMprocessor：DSP；motiORcor=trofuzzycont

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