基于ARM的清潔機器人運動控制系統(tǒng)設計.pdf

1、隨著家務勞動省力化、自動化需求的不斷提高，清潔機器人開發(fā)受到越來越多的關注。運動控制系統(tǒng)是清潔機器人開發(fā)的重要內(nèi)容。本課題旨在設計開發(fā)基于ARM的清潔機器人運動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)清潔機器人運動的方向控制、速度調(diào)節(jié)、定位、障礙檢測及避障等功能。
　　論文首先介紹了清潔機器人運動控制系統(tǒng)的研究背景與意義，分析了清潔機器人的控制技術、軟硬件及控制器應用及研究現(xiàn)狀。
　　基于產(chǎn)品現(xiàn)狀與市場發(fā)展，論文進行了清潔機器人的功能需求分析，制定了

2、清潔機器人運動控制系統(tǒng)總體方案?；谇鍧崣C器人的定位需求，提出了位置、速度、電流三閉環(huán)控制系統(tǒng)，并進行了清潔機器人控制器的選型。
　　論文根據(jù)系統(tǒng)總體方案進行了軟、硬件設計。給出了硬件系統(tǒng)整體架構(gòu)，分析了硬件整體功能實現(xiàn)過程，給出了各功能模塊具體實現(xiàn)方法。軟件方面，進行了軟件功能分析，闡述了清潔機器人運動控制系統(tǒng)軟件設計流程，采用狀態(tài)機編程思想，進行軟件總體方案設計并分析各狀態(tài)軟件工作流程，并設計了清潔機器人的驅(qū)動模塊、測量模塊、

3、通訊模塊及監(jiān)控界面軟件。
　　論文對清潔機器人的運動控制算法進行了深入研究。根據(jù)直流電動機電樞回路電壓方程建立系統(tǒng)的動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，采用PID控制算法設計電流環(huán)與速度環(huán)，并針對位置環(huán)設計了基于模糊控制的運動控制算法，給出了模糊控制器的詳細設計，并與傳統(tǒng)PID算法進行了仿真對比。
　　論文最后介紹了清潔機器人運動控制系統(tǒng)的調(diào)試與測試。詳細闡述了系統(tǒng)實驗平臺的搭建，包括清潔機器人安裝、電源板與主控板的安裝與調(diào)試，并進行了軟硬件聯(lián)調(diào)，