移动机器人控制系统设计及算法研究

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1、声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。矽，肇年夕月硼学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名：俚少7Dr争年；月

2、矽日硕士论文移动机器人控制系统设计及算法研究摘要移动机器人作为机器人学中的一个重要分支，是传感技术、控制技术、信息处理技术和电子技术等多门技术相结合的成果。随着相关技术的不断发展，移动机器人正朝着高速、高精度、智能化、开放化方向发展。作为移动机器人的核心，控制系统的优良对整个移动机器人的性能方面起到非常重要的作用。论文以差速轮式移动机器人为研究对象，设计了基于DSP的控制系统，并对移动机器人的算法进行研究。首先，通过对移动机器人控制系统的功能要求分析，确定了系统的总体设计方案。然后，完成了控制系统具体器件的选型，按照所选器件的硬件接口要求，

3、完成了系统的硬件电路设计。硬件电路包括电源模块、处理器模块电路、传感器模块电路和电机驱动电路等。．接着，基于控制系统的三种工作模式，对移动机器人的算法进行了分析和研究。移动机器人三种工作模式分别是非寻迹模式、寻迹模式和寻迹避障模式。非寻迹模式下，研究了移动机器人的定位算法和运动控制算法，仿真验证了算法的有效性；针对寻迹模式和寻迹避障模式的不同要求，研究了基于红外寻迹的运动控制算法，控制机器人准确跟踪轨迹路线；寻迹避障模式下，研究了测距避障的运动控制算法，使得机器人在遇到障碍物时，能够避开障碍物，寻找轨迹路线继续前进。最后，在完成硬件电路设计

4、和算法的研究基础上，对控制系统进行软件设计。软件设计包括DSP主程序设计、初始化程序设计、主要功能程序设计、定时中断程序设计和外部中断程序设计等，实现了机器人寻迹、避障和导航功能。关键词：移动机器人，控制系统，寻迹，避障，导航Abstract硕士论文Asanimportantbranchofrobotics，mobileroboticsisrelatedtosensingtechnology,controltechnology,informationtechnology,electronictechnologyandSOon．Withthe

5、continuousdevelopmentoftheserelevanttechnologies，themobilerobothasbeendevelopedwithhigh—speed，high-precisionandintelligence．Sincecontrolsystemsplayallimportantroleinmobilerobots，therequirementsofcontrolsystemsarebecominghigherandhigher．AcontrolsystembasedonDSPisdesignedfor

6、thedifferentialwheeledmobilerobotandrelevantcontrolalgorithmsarestudiedinthisdissertation．Firstly,theoveralldesignschemeisdeterminedafteranalyzingallthetasksofthemobilerobot．Secondly,afterthedeviceselection，thehardwareofthecontrolsystemisdesignedonthebasisofinterfacerequir

7、ements．Thehardwareareconsistedofthepowermodule，processormodule，sensormodule，motordrivermoduleandthelike．Thirdly,differentalgorithmsarestudiedinthreemodesofthecontrolsystem，non-trackingmode，trackingmodeandtrackingandobstacle—avoidancemode．Inthenon-trackingmode，boththelocati

8、onalgorithmandmotioncontrolalgorithmarestudiedandverifiedbysimulations；Tomeetdifferentreq