基于ARM的清潔機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、隨著家務(wù)勞動省力化、自動化需求的不斷提高，清潔機(jī)器人開發(fā)受到越來越多的關(guān)注。運(yùn)動控制系統(tǒng)是清潔機(jī)器人開發(fā)的重要內(nèi)容。本課題旨在設(shè)計開發(fā)基于ARM的清潔機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)清潔機(jī)器人運(yùn)動的方向控制、速度調(diào)節(jié)、定位、障礙檢測及避障等功能。
　　論文首先介紹了清潔機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究背景與意義，分析了清潔機(jī)器人的控制技術(shù)、軟硬件及控制器應(yīng)用及研究現(xiàn)狀。
　　基于產(chǎn)品現(xiàn)狀與市場發(fā)展，論文進(jìn)行了清潔機(jī)器人的功能需求分析，制定了

2、清潔機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)總體方案。基于清潔機(jī)器人的定位需求，提出了位置、速度、電流三閉環(huán)控制系統(tǒng)，并進(jìn)行了清潔機(jī)器人控制器的選型。
　　論文根據(jù)系統(tǒng)總體方案進(jìn)行了軟、硬件設(shè)計。給出了硬件系統(tǒng)整體架構(gòu)，分析了硬件整體功能實(shí)現(xiàn)過程，給出了各功能模塊具體實(shí)現(xiàn)方法。軟件方面，進(jìn)行了軟件功能分析，闡述了清潔機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)軟件設(shè)計流程，采用狀態(tài)機(jī)編程思想，進(jìn)行軟件總體方案設(shè)計并分析各狀態(tài)軟件工作流程，并設(shè)計了清潔機(jī)器人的驅(qū)動模塊、測量模塊、

3、通訊模塊及監(jiān)控界面軟件。
　　論文對清潔機(jī)器人的運(yùn)動控制算法進(jìn)行了深入研究。根據(jù)直流電動機(jī)電樞回路電壓方程建立系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，采用PID控制算法設(shè)計電流環(huán)與速度環(huán)，并針對位置環(huán)設(shè)計了基于模糊控制的運(yùn)動控制算法，給出了模糊控制器的詳細(xì)設(shè)計，并與傳統(tǒng)PID算法進(jìn)行了仿真對比。
　　論文最后介紹了清潔機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)的調(diào)試與測試。詳細(xì)闡述了系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺的搭建，包括清潔機(jī)器人安裝、電源板與主控板的安裝與調(diào)試，并進(jìn)行了軟硬件聯(lián)調(diào)，