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移动机器人的直流伺服技术研究

更新时间：2020-03-28 14:27:53 大小：9M 上传用户：xiaohei1810查看TA发布的资源 标签：移动机器人直流伺服 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

移动机器人作为机器人学的一个重要分支，在工农业自动化和科学研究等领域的应用日益广泛。本文主要研究作为移动机器人关键技术之一的直流伺服技术，针对移动机器人全向运动的实现需求，要求所设计的直流伺服系统稳态精度高、动态响应快、抗扰性能好。

  本文首先从直流伺服技术的原理出发，设计了转速、电流双闭环控制直流伺服系统。选择三相无刷直流电机为执行元件，在分析电机工作原理的基础上，对其进行了数学建模；对比典型系统分别设计了转速和电流调节器，并且建立了整个直流伺服系统的数学模型，为软硬件设计打下基础。转速环和电流环采用PI控制，能够保证稳态无静差，对设定值的快速跟踪和一定的抗扰能力。同时，针对常规PI控制的不足，转速环采用带积分分离的PI控制，有效抑制了工作过程中的饱和效应，减少了转速超调，控制性能得到明显改善。

  本文对移动机器人直流伺服系统进行了总体方案设计，包括四个全向轮的分布式控制方式、电机的选型和上下位机间的通信，并介绍了系统调试相关的手柄无线遥控装置。

  课题研制了作为下位机的伺服控制板，本文介绍了软硬件设计的关键步骤。硬件电路以C8051F系列单片机为主控芯片，主要包括主控电路、驱动电路、信号处理电路和通讯接口电路等模块。软件设计的主要任务是在伺服控制板上实现控制算法，完成对电机独立的闭环控制，并与上位机进行通信。本文通过系统化的程序流程图描述了软件各功能模块的实现过程。为调试之目的，还在C++Builder环境下开发了上位机人机交互软件，方便了测试工作。

  此外，课题对所设计的双闭环直流伺服系统进行了Matlab/Simulink仿真分析，验证了系统的性能指标达到设计要求，并为PI控制器的参数调节提供了参考。同时还利用编写的上位机调试界而软件，进行了伺服控制板的电机控制实验，进一步验证了设计的合理性。整个直流伺服系统成功地应用于移动机器人中，性能可靠，满足机器人的使用要求。

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