轮式机器人运动和云台控制系统设计

摘要

机器人技术的发展是一个国家高科技水平和工业自动化程度的重要标志和体现，轮式机器人在当前生产生活中正在发挥日益重要的作用。
　　论文研究了机器人运动系统和云台控制系统的设计方法，设计实现了一款能够在未知环境中自主运动的移动机器人。论文首先以TMS320F28335作为主控制器，设计了机器人的运动控制电路和云台姿态控制电路;以STC89C52单片机为控制器设计了机器人遥控器的控制电路;利用无线图传模块进行了摄像头所拍摄环境图像向上位机PC的无线传输。然后，论文采用PID控制算法对机器人运动速度进行了精确控制，从而实现了机器人的准确定位。接着，论文以互补滤波算法为基础实现了云台姿态角的检测与控制。最后，论文研究了红外避障传感器和方位检测传感器电子罗盘的使用方法，实现了障碍物位置信息的检测。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 研究背景、目的和意义

1．2 国内外研究现状与成果

1．3 本文的主要研究内容

2 机器人的机械设计

2．1 机器人整体布局

2．2 行走机构的设计

2．3 云台模块的设计

2．4 本章小结

3 系统硬件电路设计

3．1 系统硬件电路整体设计

3．2 机器人硬件电路设计

3．3 遥控器硬件电路设计

3．4 机器人与上位机PC的图像传输

3．5 本章小结

4 机器人运动速度控制

4．1 PID控制算法原理

4．2 PID调节参数的整定方法介绍

4．3 实验结果及分析

4．4 本章小结

5 云台姿态角的检测与控制

5．1 角度检测传感器原理介绍

5．2 基于互补滤波的姿态角计算

5．3 云台角度校正

5．4 本章小结

6 机器人的避障

6．1 红外避障传感器工作原理

6．2 电子罗盘传感器工作原理

6．3 实验结果及分析

7 总结

致谢

参考文献