消防机器人在火灾现场可有效实施灭火救援、火场侦察和气体检验,是消防队员的得力助手。本文针对消防机器人直流电机驱动的低速大转矩要求,对该直流电机驱动系统进行设计与仿真研究。主要内容如下：1.阐述国内外消防机器人的最新发展现状,分析现有机器人用驱动电机系统的特点和不足。2.介绍消防机器人的基本结构组成以及采用的行走方式,分别分析消防机器人的驱动功率及其越障、爬坡、爬楼梯等行走特点。针对消防机器人驱动电机的低速大转矩特性,结合无刷直流电机的机械特性和转矩／转速特性,确定无刷直流电机驱动方案并选型。3.简述无刷直流电机的基本结构、工作原理以及数学模型,设计模糊自适应PID控制器,在MATLAB/Simulink仿真环境下给出无刷直流电机的双闭环控制仿真模型,并对仿真结果做详细的分析。结果表明模糊自适应PID算法下的双闭环无刷直流电机模型具有阶跃响应速度较快、超调小、动静态性能较好的特点。4.设计无刷直流电机的硬件系统和软件系统。硬件系统包括由主控电路、检测反馈电路、故障保护电路和驱动电路。软件部分包括系统主程序和服务中断子程序。最后对整个系统进行调试,给出实验结果,表明设计的直流电机伺服驱动系统具有低速大转矩特性,并可使机器人顺利完成爬坡、越障、爬楼梯等功能。