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《南京航空航天大学》 2004年
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轮式移动机器人控制系统设计与研究

龚根华  
【摘要】: 本文从轮式移动机器人(WMR)的体系结构出发,重点设计了机器人移动控制系统的硬件、软件平台。首先,通过对非完整轮式移动结构和直流伺服电机模型的分析,建立了移动机器人的控制系统模型。其次,设计了基于AVR微控制器(AT90S8515)的移动控制系统,其中主要包括PWM功率驱动、测速单元和串行通讯模块等:对机器人速度、位置控制采用模糊PID算法,较好地克服了移动机器人模型的不确定性、转速位置控制要求的多变和环境改变等因素的影响。程序使用ICCAVRC语言编写,在AVR SUDIO调试软件中用ICE200仿真,并最终实现。仿真结果和机器人实际运行验证了设计效果良好。本文最后,还对移动机器人路径规划进行了研究,使用启发式搜索算法在给出的地图信息空间中寻找理想的路径。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TP242

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 管勋;叶邦彦;刘建平;;一种基于DSP的移动机器人运动控制器设计[J];电子设计工程;2013年08期
2 陈红亮;李文锋;胡伟华;宋威;张帆;;基于室内WSN的移动机器人路径跟踪[J];华中科技大学学报(自然科学版);2008年S1期
3 马川;曹凯;;基于多项式理论智能车辆轨迹规划[J];农业装备与车辆工程;2013年03期
4 李文锋;张帆;闫新庆;杨小铸;杜娟;韩锐;;移动机器人控制系统结构的研究与进展[J];中国机械工程;2008年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王良军;智能移动机器人控制系统设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘隐明;移动机器人系统设计及控制研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 李小明;轮式移动机器人调速系统的控制研究[D];兰州交通大学;2011年
4 隋忠明;基于视觉的嵌入式AGV自主导向小车[D];昆明理工大学;2011年
5 陈全福;智能移动机器人平台控制系统设计[D];哈尔滨工程大学;2006年
6 邓云伟;轮式移动机器人运动控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
7 施维;轮式移动机器人轨迹跟踪控制研究[D];南京理工大学;2006年
8 陈玉峰;基于Real Time Extension技术的自主视觉机器人导航控制[D];南京理工大学;2006年
9 张晓军;基于视觉追踪小车的硬件设计[D];东南大学;2006年
10 董颢;车载卫星天线伺服控制系统的研究[D];武汉理工大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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5 胡龙军;陈一波;陶吉利;;基于神经网络参数自整定PID控制的应用[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年06期
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8 郎朗,孙四海,陈跃东;FUZZY—PI控制器在双闭环串级调速系统中的应用[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2003年03期
9 武昌俊;PID模糊控制器的改进[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2004年01期
10 曹竞华,程正务;FUZZY-PID 双模定量给料电子皮带秤控制器[J];安徽机电学院学报(自然科学版);1997年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 崔博文;陈剑;陈心昭;;工业机器人在噪声测量上的应用研究?[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 李俊丽;张光辉;祝晓红;;新型智能变增益单神经元PID控制算法[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
3 王旭光;孙衢;;基于模糊免疫控制的PI调速器设计[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 方浩;李路;贾睿;窦丽华;;考虑地面影响因素的轮式机器人轨线跟踪控制联合仿真[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 ;Research of PID Parameter Optimization Based-on Cultural Based Ant Colony Algorithm for Superheated Steam Temperature[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 苏思贤;杨慧中;;一种基于RBF在线辨识的单神经元自抗扰控制器[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
7 张豫南;王双双;张健;宋杰;;基于虚拟样机的全方位移动平台运动控制研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
8 潘海鹏;冯孝燕;苏良瑶;;基于模糊PID复合前馈控制的电脑横机定位控制系统[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
9 王荣彦;姜一峰;许英恩;;模糊PID控制算法在磨机给矿控制中的研究与应用[A];2010'中国矿业科技大会论文集[C];2010年
10 李凌;苗鑫;袁德成;;基于神经网络控制的倒立摆系统仿真研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 武心安;未知环境下自主式水下潜器路径规划问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 毛宇峰;水下机器人系统体系结构及避障控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 高晓阳;甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究[D];甘肃农业大学;2010年
4 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
5 孙建;基于外骨骼机器人技术的人体手臂震颤抑制关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
6 梁桥康;特殊应用的多维力/力矩传感器研究与应用[D];中国科学技术大学;2010年
7 罗石;线控转向系统主动安全预测控制策略的研究[D];江苏大学;2010年
8 刘贵;精毛纺织品虚拟加工中的预报与反演模型研究[D];东华大学;2010年
9 税海涛;空间机器人目标捕获的运动规划研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 杨建强;四频差动激光陀螺相关技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪步云;水下作业机械手抓取力伺服控制的研究[D];安徽工程大学;2010年
2 徐旭;基于ARM的电阻点焊控制器[D];南昌航空大学;2010年
3 苗晋玲;基于ARM的三自由度直升机嵌入式控制系统设计[D];南昌航空大学;2010年
4 岳光亮;基于液压制动行星调速软起动系统的研究设计[D];山东科技大学;2010年
5 雷云云;基于被动式四足机器人的运动学及动力学分析[D];山东科技大学;2010年
6 詹峰;井下煤仓清仓机器人机械臂结构设计与新型清仓技术研究[D];山东科技大学;2010年
7 郑灿东;输电线路除冰机器人控制系统的研究[D];山东科技大学;2010年
8 于振涛;矿用液压支架搬运车辆结构设计与液压驱动系统性能研究[D];山东科技大学;2010年
9 刘鲁艳;基于PJR-2X型喷浆机器人的开放式算法平台研究与设计[D];山东科技大学;2010年
10 王公旺;高压带电作业机器人运动控制系统的研究与实现[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王丁磊;冯冬青;;基于模糊控制的PID参数的整定[J];安阳工学院学报;2006年01期
2 吴开源,黄石生,李阳,陆沛涛;高性能数字信号处理器TMS320LF2407A及其应用[J];半导体技术;2004年03期
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4 田海晏;薛龙;孙章军;;直进轮式微型管道机器人的行走系统设计[J];北京石油化工学院学报;2006年02期
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6 冯能莲;何彩青;王继先;;自动引导车在我国轻工业中的应用[J];包装与食品机械;2006年01期
7 吉训生;王寿荣;;小波变换在MEMS陀螺仪去噪声中的应用[J];传感技术学报;2006年01期
8 史恩秀;黄玉美;;自主导航小车AGV定位方法的研究[J];传感技术学报;2007年01期
9 孙华,陈俊风,吴林;多传感器信息融合技术及其在机器人中的应用[J];传感器技术;2003年09期
10 陈怀,张嵘,周斌,陈志勇;微机械陀螺仪温度特性及补偿算法研究[J];传感器技术;2004年10期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 周俊;农用轮式移动机器人视觉导航系统的研究[D];南京农业大学;2003年
2 胡小兵;蚁群优化原理、理论及其应用研究[D];重庆大学;2004年
3 崔世钢;远程脑全方位医用服务机器人研究[D];天津大学;2004年
4 邹小兵;移动机器人原型的控制系统设计与环境建模研究[D];中南大学;2005年
5 郭丙华;非完整移动机器人运动规划研究[D];华南理工大学;2003年
6 李胜;非完整系统若干控制问题的研究[D];南京理工大学;2005年
7 王雷;无刷直流电动机调速系统的研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘书婷;自动导航小车(AGV)驱动与导航系统的研究[D];湖北工业大学;2011年
2 李欢;嵌入式Linux图像采集与显示系统设计[D];武汉科技大学;2011年
3 张庆;基于Linux的嵌入式公交车智能终端的设计与实现[D];北京邮电大学;2012年
4 贾可亮;车载式卫星天线控制器跟踪控制方法的研究[D];山东师范大学;2001年
5 胡广;基于DSP的足球机器人设计与开发[D];中南大学;2002年
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7 高丽宏;移动机器人的路径规划和避障控制[D];大连理工大学;2002年
8 崔保成;差动式移动机器人轨迹控制和避障方法的研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
9 许辉;智能移动机器人视觉处理及自主导航方法研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
10 赵岩;编码器测速方法的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 陈强;桂仲成;;无轨道式水轮机叶片坑内修复机器人[J];东方电气评论;2007年04期
2 邓本再;王江银;张中景;;一种基于预瞄控制的Robocup足球机器人带球轨迹跟踪方法[J];计算技术与自动化;2011年02期
3 邬林波;王祥科;张辉;郑志强;;基于零空间方法的足球机器人控制[J];计算机工程与科学;2011年09期
4 周巍;李元宗;牛志刚;;煤矿井下搜救探测机器人及其控制系统设计[J];矿山机械;2009年19期
5 牛雪梅;高国琴;鲍智达;周海燕;;基于滑模变结构控制的温室喷药移动机器人路径跟踪[J];农业工程学报;2013年02期
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7 余嘉傲;;果林机器人行走驱动闭环控制分析[J];现代电子技术;2011年11期
8 祁红岩;梁燕华;;基于TMS320F2812的移动机器人控制系统设计[J];现代科学仪器;2011年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 陈雯柏;无线传感器网络中MIMO通信与移动机器人控制的算法研究[D];北京邮电大学;2011年
2 姜大鹏;多水下机器人协调控制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 栾吉强;基于活体生物机器人的无线搜救视频系统[D];哈尔滨理工大学;2010年
2 周良亚;环卫车车载称重计量系统开发[D];华东理工大学;2011年
3 戴永强;自寻迹切割机器人的同步定位和地图创建研究[D];吉林大学;2011年
4 洪草根;基于AVR单片机的移动机器人控制系统设计[D];华北电力大学;2011年
5 李文胜;机器人轨迹跟踪控制算法研究[D];江苏科技大学;2011年
6 李伟建;煤矿救援机器人姿态检测与控制研究[D];西安科技大学;2011年
7 贾建辉;基于DSP的天线伺服控制器设计与实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 王江银;全向机器人运动控制与轨迹跟踪算法研究[D];长沙理工大学;2011年
9 武少程;基于DSP的移动机器人运动控制研究[D];山东科技大学;2011年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汪蔚;桂玉屏;;基于模糊控制的足球机器人运动控制算法[J];广东技术师范学院学报;2005年06期
2 南景富;刘延斌;牛广林;;轮式移动机器人的路径规划和跟踪控制[J];机械设计与制造;2007年08期
3 付庄,刘成良,殷跃红,曹其新,马培荪;轮式移动机器人WMR的运动分析[J];机器人;2001年S1期
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5 范红,蒋静坪;轮式移动机器人个体在未知环境中实时免碰路径规划[J];机床与液压;2004年09期
6 谭永宏;陈爱武;;轮式移动机器人的模糊轨迹跟踪控制[J];制造业自动化;2009年02期
7 龚建伟,高峻尧,陆际联;轮式移动机器人大转向航向跟踪控制[J];北京理工大学学报;2001年06期
8 曹洋,项龙江,徐心和;基于全局视觉的轮式移动机器人轨迹跟踪控制[J];机器人;2004年01期
9 赵涛;李俊;周良荣;;一种简单的轮式移动机器人控制器设计[J];燕山大学学报;2008年04期
10 胡文忻;;基于80C51单片机的轮式移动机器人控制系统[J];知识经济;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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5 周惠友;郭海英;钟廷修;;液压集成块的虚拟设计[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集[C];2000年
6 王学先;霍伟;;移动机器人路径跟踪的临时路径方法[A];2002中国控制与决策学术年会论文集[C];2002年
7 段莉琼;崔铁军;雷大伟;;汽车自导航系统中加入道路转向限制的最短路径算法[A];全国测绘与地理信息技术研讨交流会专辑[C];2003年
8 施麟书;楼东武;;足球机器人智能控制决策系统的优化[A];2004全国测控、计量与仪器仪表学术年会论文集(下册)[C];2004年
9 朱磊;费敏锐;李佳骏;;Fira仿真足球机器人运动路径规划方法研究[A];2004中国机器人足球比赛暨学术研讨会论文集[C];2004年
10 王仲民;岳宏;刘继岩;;基于复合形法机器人轨迹跟踪模糊控制器优化[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
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1 张建明 欧阳林 记者 于莘明;解放军环境工程设计与研究中心成立[N];科技日报;2005年
2 成都 苏坛;车载GPS实用选购技巧[N];电子报;2008年
3 本报实习记者  张研;卫星导航 玩转“五一”[N];计算机世界;2006年
4 四川 苏杭;轻松用好车载GPS小技巧[N];电子报;2008年
5 周芳;“生态环保”走进营区[N];检察日报;2005年
6 ;结构华厦 经略津门[N];大众科技报;2005年
7 曹乙帆;6大GPS采购建议 寻觅最佳行车导航方案[N];电子资讯时报;2007年
8 李凌翌;震后成都主城区房屋基本完好[N];成都日报;2008年
9 浙江大学 潘志庚李永青;在虚拟世界中体验奥运[N];计算机世界;2007年
10 张晔;首个智能交通项目建成[N];科技日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 常江;非完整轮式移动机器人的运动控制方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
2 崔明月;复杂环境下不确定轮式移动机器人运动控制的研究[D];重庆大学;2012年
3 上官望义;轮式移动机器人移动性能研究及样机设计开发[D];西安理工大学;2009年
4 周俊;农用轮式移动机器人视觉导航系统的研究[D];南京农业大学;2003年
5 史恩秀;轮式移动机器人的运动控制及定位方法研究[D];西安理工大学;2006年
6 辛江慧;探测车自适应障碍识别与路径规划研究[D];南京航空航天大学;2009年
7 武星;视觉导航的轮式移动机器人运动控制技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
8 史春雪;海底钴结壳采矿车路径规划主要技术研究[D];中南大学;2011年
9 牛磊;受限环境下基于空间拓扑关系推理的三维路径规划研究[D];武汉大学;2010年
10 王鸿鹏;复杂环境下轮式自主移动机器人定位与运动控制研究[D];南开大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 龚根华;轮式移动机器人控制系统设计与研究[D];南京航空航天大学;2004年
2 王大宇;轮式移动机器人系统设计及控制研究[D];大连理工大学;2013年
3 许刚;移动机器人仿真平台的构建及路径规划问题研究[D];南京理工大学;2004年
4 罗雨;基于多信息融合的轮式移动机器人定位导航技术研究[D];北京理工大学;2011年
5 张瑞东;轮式移动机器人控制系统研究与实现[D];河北工程大学;2012年
6 李尧;竞速轮式移动机器人系统的开发研究[D];兰州理工大学;2011年
7 费晓曦;多轮独立驱动轮式移动机器人驱动控制研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 刘海烨;轮式移动机器人的智能驱动控制系统研究[D];天津理工大学;2013年
9 李志欣;智能轮式移动机器人的控制系统设计[D];辽宁师范大学;2010年
10 王珊珊;轮式移动机器人控制系统设计[D];南京理工大学;2013年
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