移动机器人运动控制系统设计

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1、论文题目：移动机器人运动控制系统设计作者姓名：专业名称：指导教师：蜜壶梅控剑王程筮詹彦论文提交日期：论文答辩日期：授予学位日期：垒Q里墨生墨旦呈Q!墨生鱼旦入学时间：研究方向：职称：坦盘一盟趱盟篡越THEDESIGNoFMOBILERoBoT’SMoTIoNCONTROLADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFENGINEERINGfromShandongUniversityofScienceandTechnologybySuZh

2、imeiSupervisor：AssociateProfessorZhangRenyanCollegeofInformationandElectricalEngineeringMay2013声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：薪座)荡日AFFIRMATIoN期：矽即香片眵dIdeclarethatthisdissertation，submittedinfulfillmentoftherequirem

3、entsfortheawardofMasterofEngineeringinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge·Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute．signature：纵拟埘Date：刀f乡．以I乡山丕科技盔堂亟±堂僮途塞摘要移动机器人是机器人学的一个重要分支，开展关于移动机器人的研究对

4、人工智能、自动控制以及电子电气等相关领域的发展具有重要的推动作用。移动机器人的设计是对自动控制、人工智能、传感器技术、机械设计及计算机技术等多个学科领域的交叉应用，具有重要的研究价值。本设计采用TI公司的TMS320F28335浮点DSP作为主控制器，完成移动机器人的电机控制、信号采集以及数据处理等。增量式光电编码器测量电机转速，通过调节两直流电机速度差实现转向；超声波测距检测障碍，通过控制直流驱动电机，使机器人能够自主避障行驶；陀螺仪加速度传感器检测云台转向角，通过控制转向舵机修正云台实际角度；电子罗盘检测机器人方位信息，通过12C

5、通信到下位机用LCD显示。无线通信模块通过串口将下位机采集的各种位姿信息发送到上位机。为完成以上描述的功能，编写了下位机的信号采集、脉冲捕捉、电机控制、数据发送等各模块程序，实现了直流电机和转向舵机控制以及陀螺仪等传感器信号的采集等功能。另外，实现了基于PID控制算法的机器人运动速度的闭环控制，以及利用卡尔曼滤波算法对陀螺仪和加速度计测量噪声进行滤波，最终实现了云台倾角值的计算。关键词：移动机器人、TMS320F28335、PID、云台、卡尔曼滤波出丕型堇太堂亟±堂僮途塞一———擅蔓ABSTRACTThemobilerobotisan

6、importantbranchofroboticsanditplaysanimportantroleinpromotingthedevelopmentsinthefieldofartificialintelligence，automaticcontrolandelectricalandelectronictocarryoutresearchonthemobilerobot．Thedesignofthemobilerobotisacross．applicationinthefieldofautomaticcontrol，artifici

7、alintelligence，sensortechnology,mechanicaldesign，computerandotherdisciplines，andwhichhasimportantresearchvalue．Inthispaper,TMS320F28335wasthemaincontrollerwhichwasakindof32bitfloating．pointDSPproducedbyTI，andturningachivedbyadjustingthedifferentialofthetwoDCmotors’speed

8、whichmeasuredbyincrementalphotoelectricencoder；ThemobilerobotCanavoidbarriersautomaticallybycontrollingtheDCdr