论文部分内容阅读
控制系统作为整个移动机器人的核心,对移动机器人的平稳运行起着十分关键的作用。随着新的控制算法和电子技术的飞速发展,移动机器人正朝着高速、高精度、开放化、智能化、网络化发展,对移动机器人控制系统也提出了更高的要求。移动机器人要想实现精确化、实时化的控制,必须依赖先进的控制策略和性能优良的控制系统以及高速的微处理器。本文首先设计了移动机器人的移动机构,采用三轮结构。前轮为万向轮,两个后轮为驱动轮,采用左右轮差动控制实现转向。介绍了直流电机的选择方法,并建立了移动机器人在理想状态下的动力学和运动学模型。其次按照控制的要求,选定ATMEL公司的AVR系列微控制器ATmega8515L作为控制系统的核心,设计了基于ATmega8515L的控制系统硬件实现方案。把控制系统分为微控制器、模糊避障、电机驱动、测速、电源、存储等几个模块,并对各个模块进行了详细的介绍和分析。微控制器模块主要进行各种信息、数据的处理,协调系统中各功能模块完成预定的任务;模糊避障模块由5路超声波传感器组成,主要负责移动机器人运动过程中的障碍物距离检测;电机驱动模块负责移动机器人左右轮的独立驱动,主要由功率转换模块和微处理器内置的PWM单元组成,实现左右轮的差动控制;测速模块由增量式编码器组成,用于左右轮转速,转向的实时测量,以实现移动机器人的运动控制;电源模块负责整个移动机器人的电源供给,由12V蓄电池和调压电路构成。最后设计了基于模糊控制技术的多传感器融合避障算法。移动机器人有5路超声测距系统采集周围的障碍物信息,根据不同的距离信息,移动机器人做出相应的判断,使移动机器人达到自主避障的要求,并对其进行模糊算法进行了仿真,通过仿真可以看出,系统基本上满足要求,能够成功避障。