基于stm32的六足机器人系统设计及模糊pid控制

《基于stm32的六足机器人系统设计及模糊pid控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ZSTUZhejiangSci-TechUniversity硕士学位论文Master’sThesis中文论文题目:基于STM32的六足机器人系统设计及模糊PID控制英文论文题目：DesignandFuzzyPIDControlofHexapodWalkingRobotSystemBasedOnSTM32学科专业：机械工程作者姓名：张春阳指导教师：金玉珍副教授江先志讲师完成日期：2015年12月25日ｆ浙江理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的巧究工作及取得的研究成果。除了文中特别加Ｌ乂标注

2、和致谢的地方外，论文中不包含其他人＆经发表或撰写过巧研究成果，也不包含为获得浙江理工大学或其他教育机构的学位一或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均＆在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：＾日又令／＾＾月日签字期：年ＪＩ学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝亞莖王太堂有权保留并向国家有关部口或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。水人摄权浙江理工大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可采用影、汇。

3、印、缩印或扫描等复制手段保存编学位论文）（保密的学位论文在解密后适用本授权书学位论文作者签名：签字曰期：＞《／＾年＾月曰导师签名；月日签字日期：０年文１６＾＾口浙江理工大学硕士学位论文基于STM32的六足机器人系统设计及模糊PID控制摘要六足机器人在复杂环境中行走时，由于未知地形容易对机器人的控制系统引入不可预知的扰动，影响机器人的运行平稳性，为了减少机器人因运动的不稳定性对机器人机身结构造成的冲击，需要采用合适的控制方式控制机器人各关节位姿适应复杂地形，保证机器人系统具有良好的动态稳定性。本文以处于复杂多

4、变环境中的六足机器人为研究对象，设计了机器人机身结构，开发了其控制系统，并以其关节运动平稳性、响应快速性和位姿准确性的提高为目的，重点对机器人关节模糊PID控制算法进行了研究。本文主要研究内容为：首先，对六足机器人的机身结构进行了优化设计，并对机器人样机进行了运动学分析，得出了机器人足部的运动范围以及关节变量与机器人足部位姿的关系。其次，在机器人运动学分析的基础上，规划了机器人纵向和横向直行的三角步态；给出了当机器人采用三角步态直行时，能保持机器人静态稳定的步长计算方法；结合机器人行走步长，分析了机器人纵向和横向直行步态的稳定性。当机

5、器人采用三角步态直行时，若其步长小于能保持步态静态稳定的临界步长，机器人的步态是静态稳定的，否则不是静态稳定的。再次，设计了六足机器人控制系统，实现了机器人的无线通讯、远程调试、关节闭环驱动控制、触觉检测、避障检测、方向检测以及机身振动检测等功能；在软件上采用常规PID控制算法对机器人关节位姿进行控制，并对其进行Simulink仿真，提高机器人机身运动过程中的平稳性。最后，针对常规PID控制器在机器人平稳性控制上的缺陷，提出了机器人关节位姿的模糊PID控制算法，并对其进行Simulink仿真，设计了该控制算法的基本参数。通过对比仿真实

6、验数据发现，机器人关节的模糊PID控制器，对阶跃信号的响应超调量小，反应迅速，动态稳定性好。通过对机器人直线行走的数据分析得出，当机器人关节运用模糊PID控制算法进行控制时，机器人关节响应快速准确，机器人行走的方向性好，机身的振动小，可有效地减少机器人运动过程中惯性力的冲击，提高了机器人整体在运动过程中的动态稳定性与运动品质。关键词：六足机器人；控制系统；PID；模糊PIDI浙江理工大学硕士学位论文基于STM32的六足机器人系统设计及模糊PID控制ABSTRACTThestationarityofmotionofhexapodwalk

7、ingrobotwillbeeasilyaffectedbytheunpredictabledisturbanceswhenitwalkingontheunknownterrain.Inordertoreducetherobotmechanicalshockcausedbyitsunstablemovement,weneedtoadoptanappropriatemethodtocontrolthepositionandorientationofeachjointoftherobot.ThefuzzyPIDcontrolalgorit

8、hmoftherobotjointsisstudiedaimingatimprovingthestabilityofthemotionandthespeedoftherespondandtheaccuracyofthej