智能小车运动控制系统研制

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1、西安科技大学硕士学位论文智能小车运动控制系统研制姓名：董刚申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：杜京义20090429论文题目：专业：硕士生：指导教师：智能小车运动控制系统研制控制理论与控制工程董刚杜京义摘要本文主要完成了智能小车运动控制系统的研制。在小车的硬件设计中，将两台直流电机设计在两主动轮上，采用了两轮差动控制的方法。以LPC2368为核心搭建了智能小车的控制系统的硬件平台，通过光电码盘、防碰开关、超声波传感器等来实现智能小车的多种功能。根据智能小车的实际车体，对其进行了运动学的分析并建立了相关的数学模型，为优化对智能小车的

2、控制奠定了理论基础。在轨迹控制算法中，推导出了机器人小车行走中主动轮与行走轨迹的位置关系，推导出了机器人小车的实时位置，建立小车的方位数学模型，设计了相应的模糊控制器。针对小车的轨迹控制，分别使用了模糊控制器和传统PID控制器进行MATIab仿真，通过仿真结果说明了在智能小车轨迹控制中模糊控制器的优越性。此外，本文还对机器人小车系统中所需的传感器和控制系统的软硬件进行了详细的分析。针对智能小车运动控制系统，本论文的主要工作内容如下：(1)依据动力学原理，分析并建立智能小车的满足不同需求的多种控制模型，为实现最佳控制提供数学模型。(2)对小车的轨迹

3、跟踪问题进行了研究，基于模糊控制原理实现了智能小车的轨迹跟踪，并通过MATlab仿真与传统PID控制做了对比。(3)设计了智能小车控制系统，研制了以ARM7(LPC2368)微处理器为核心的智能小车运动控制硬件平台。(4)为了达N4,车控制的实时性要求，在LPC2368上进行了laC／OS．II的移植，使用嵌入式操作系统实现了控制软件的开发。关键词：移动机器人；模糊控制；嵌入式操作系统；运动控制系统研究类型：应用研究Subject：ResearchandDevelopmentoftheIntelligentAutomobileKineticCon

4、trolSystemSpecialty：ControlTheoryandControlEngineeringName：DongGangInstructor：DuJing-yiAbstract(signatu心)垒嘻趣址(signatu代)孟塾至兰Inthispaper，theintelligentautomobilekineticcontrolsystemisdesigned．Intherobothardwaredesign，twomotorstitlefixedonthedrivewheelwitlldifferentialcontr01．11

5、1ehardwareplatformofintelligentautomobilecontrolsystemisbasedonLPC2368asthecore，throughthephotosensor，anti-clashswitchandultrasonicsensortoachievethemultiplefunctionsoftheautomobile．Accordingtotheactualbodyofintelligenceautomobile，themathematicmodelisbuiltbykinematicsanalysis

6、foroptimizingthecontrollerofintelligenceautomobile．Inthealgorithmofpath-tracking，thepositionrelationbetweenthedrivewheelandtracewhenintelligenceautomobilemovingisdeduced．111ereal—timepositionofintelligenceautomobileisdeduced．111efuzzy—controllerofpath-trackingisdesigned．Tllep

7、ath-trackingcontrolissimulatedinMATIabcircumstances、ⅣitIlthefuzzy-controllerandPID-controller．rnleresultexplainsthesuperiorityoffuzzy-controllerinthepath-tracking．Specificallyfortheintelligentautomobilekineticcontrolsystem，themaincontentofthispaperisasfollow：(1)Accordingtokin

8、ematicsprinciple，varietycontrolmodelsarebuilttosatisfytheneedofintel