基于嵌入式ARM的两轮自平衡代步车系统的设计

基于u COS-II嵌入式系统、STM32控制器和MEMS传感器等设计了两轮自平衡代步车系统.该系统由硬件和软件2部分组成.硬件系统由处理器模块、电机驱动模块、姿态检测模块、蓝牙通信模块、电源模块和手机APP终端组成.其中处理器模块用于平衡车的PID控制以及数据融合算法的处理,电机驱动模块控制电机的转向和转速,姿态检测模块对车身加速度和角速度数据实时采集,蓝牙通信模块实现和手机APP端之间的通讯.软件系统由硬件驱动程序和用户应用程序组成.测试结果表明:当人站在平衡代步车上时,平衡代步车能实现自平衡;当身体往前倾(或后仰)时,平衡代步车能实现前进(或后退);当手把往右偏(或左偏)时,平衡代步车能实现右转(或左转).该系统具有动态品质好,结构简单,易实现等优点,具有较好的工程实用价值.     

基于力矩陀螺的两轮单车辙车辆自平衡控制设计

为了探究两轮单车辙车辆的自平衡问题,以对置式控制力矩陀螺(SGCMG)无人自平衡车为研究对象,针对车体不稳定系统和未知扰动,采用了由扩张状态观测器(Extended State Observer)和在线抑制干扰的状态反馈控制律组成的自抗扰控制器,利用扭矩测量台架测量了控制力矩陀螺的扭矩输出,并仿真了平衡车在车体具有初始角度和施加横向扰动的情况下的自平衡能力.仿真结果表明,所采用的控制方法能够在牺牲较小的陀螺框架角度下快速平衡车体,并且在受到300 N的外部扰动时车体横滚角度只有0.2°左右的波动,陀螺框架角度变化较小,研究结果对提升两轮单车辙车辆自平衡和抗扰动能力有显著意义.     

基于模糊PID两轮拖拉机控制系统抗干扰分析

利用陀螺力矩效应建立了两轮自平衡拖拉机动力学模型,针对拖拉机机体控制系统,提出了一种基于模糊自适应理论的侧倾角控制器/旋进角控制器PID控制算法。在Matlab/Simulink环境下,分别搭建了拖拉机侧倾角控制系统、陀螺旋进角控制系统仿真模型,并加入随机干扰进行仿真研究。仿真结果表明,应用在两轮自平衡拖拉机控制系统的模糊自适应PID控制系统在加外干扰后消除响应振荡现象、加快响应速度、提高响应精度方面明显优于传统PID控制系统。     

神经网络与PID结合的机器人自适应控制

提出了一种基于神经网络与ＰＩＤ控制相结合的机器人自适应控制系统。为加快神经网络的学习过程，研究了有效的启发式学习算法。以二关节机器人为对象仿真表明，该控制系统能使机器人跟踪希望轨迹，其系统响应跟踪精度及鲁棒性优于常规的控制策略。     

采摘机器人控制系统设计与实现

针对目前机器人大赛采摘机器人控制系统存在的问题进行研究,提出了1种基于嵌入式微处理器控制系统的设计。该控制系统采用ARM9为核心控制器,以红外避障传感器、灰度传感器以及碰撞传感器等作为检测装置,通过对反馈信号的采集、处理,来规划机器人行走路径。本文详述了该控制系统的硬件设计,并对其软件进行了编程。通过赛前测试和比赛验证,该采摘机器人的控制系统能够很好地完成比赛任务,其可靠性和速度方面均有所提高。     

两轮自平衡遥控植保车的研发

该文主要是对农业植保平衡车的研究。本系统主要分为两部分,分别为无线收发部分和智能控制部分。智能控制部分主要是使得小车能够稳定的行走。首先对卡尔曼滤波进行研究,调节参数,使得电机转动稳定,在进行调节直立环pid,小车能够直立行走,再进行速度环的参数调节和硬件调试,小车能够稳定的站立和行走。转弯闭环调节,能够使得转弯时车身保持稳定。无线接收部分主要是通过小车使用ppm调制方式,对小车进行远距离控制盒调试,使得平衡车能够直立前进和后退行走,转弯行走和急停控制。在车身的前端加上喷洒装置,使得车子能够喷洒农药作业,车上会使用无线遥控,方便操作人员观察前方的路况和观察植保车的喷洒情况。     

电动自平衡两轮遥控植保车喷洒系统设计

针对传统3轮或4轮植保车在转弯过程中对作物的损坏,减小农药对人体的伤害,设计了电动自平衡2轮遥控植保车,本文着重设计了电动自平衡2轮遥控植保车的喷洒系统。并阐述了喷洒系统的各个部件的设计原理,分析确定了各个部件的结构、材料及选型。     

足球机器人运动控制算法研究

在建立基于小转角的足球机器人运动学模型的基础上,提出了单神经元自适应PID控制算法和基于Kalman滤波的PID控制算法.通过仿真分析,系统在单神经元自适应PID控制下,超调量、上升时间和峰值时间分别是常规PID控制下的30.7%,54.3%和72.7%,完全满足足球机器人现场比赛竞技性的要求;基于Kalman滤波的PID控制能够抑制干扰,提高控制精度,控制效果明显改善.     

多轮转向车辆转向原理与控制方法

多轮转向车车辆的转向性能直接影响着整车的操纵稳定性、灵活机动性和经济性,本文分析了多轮转向车辆的不同车轮理想转角之间的关系。针对多轮转向的控制目标,阐述了多轮转向的控制方法。     

游梁式抽油机曲柄平衡控制简易算法

根据游梁式抽油机曲柄平衡基本原理,导出了控制平衡重块的一种简易算法.以CYJ12-4.8-73HB型抽油机为例,利用驴头悬点上、下冲程测得的电流和SG7示功诊断仪测得示功图中的参数,计算并调整了曲柄平衡重块的位置.该方法计算简单,便于现场应用.     

自动可视除草机器人系统设计

详细介绍了履带式可视除草机器人的整体设计.该除草机器人利用CCD传感器进行实时图像采集,通过S-video接口将图像传输到图像处理板,应用模式识别算法判别出苗圃中的杂草信息,并传达指令给执行机构完成除草动作,能在苗圃中稳定地完成除草工作,可初步实现智能化作业,有着较大的市场前景,其小巧型设计完全符合苗圃工作需要,对苗圃的高效生产有着深远的意义.     

贴接式全自动蔬菜嫁接机控制系统的设计与实现

为了实现贴接法全自动蔬菜嫁接机的控制,根据其工作原理设计了基于N∶N网络的控制系统,并进行软件SFC步进顺序编程实现。试验结果表明:贴接法全自动嫁接机的控制系统工作运行情况良好且速度稳定,可满足设计的要求。     

保安机器人人机交互系统设计

在机器人技术中人机交互系统占有重要的地位,是人与机器人互动的关键技术.对保安机器人人机交互系统的总体结构设计做了介绍;详细阐述了语音识别的软件设计流程和设计思路;给出了保安机器人的人机交互界面设计思路,并举例说明了操作方法.     

农业机器人导航系统故障检测模块的设计

介绍了一种基于时间序列理论建立的故障检测模块.该检测模块可用于自主移动农业机器人导航系统的故障诊断.检测模块的设计思想就是通过对导航系统中定位传感器GPS正常和故障情况下输出的随机漂移信号进行分析,得到一种判断GPS性能故障的规律,即建立AR模型进行时间序列分析.利用K-L信息测度函数作为判别函数来检测系统故障.     

窄足爬坡机器人结构及控制电路设计

论述竞赛用窄足爬坡机器人的整体结构以及机器人控制系统硬件部分设计和部分功能的软件实现,结合竞赛要求完成窄足爬坡机器人整体设计安装,经过多次试验调试,机器人达到了完成上坡任务的最佳状态,试验结果表明系统设计的合理性和可行性。     

基于PLC的焊接机器人柔性控制系统

建立了焊接机器人的控制系统,运用三菱PLC控制机器人进行点焊工位焊接,给出了控制系统的设计。该系统具有很好的柔性,实际使用效果良好,保证了焊接质量,提高了生产效率。     

教学型双足步行机器人的结构及其控制电路设计

教学型双足机器人的研究制作是桌上型的重量很轻的作实验用的小型双足步行机器人。研究舵机的驱动控制方法、框架的设计以及制作能通过伺服电机控制运动的一种经济型的双足步行机器人。用单片机与CPLD控制伺服电机,通过预先给定机器人各个部位的运动轨迹,运算确定好各关节的旋转角度及控制系统的控制算法,以实现机器人的实际行走过程。     

农用轮式机器人间接型专家控制系统研究

为了适应农用机器人的工作环境复杂多变,研究了一种用于自动导航路径跟踪控制的间接型专家控制算法,根据不同的控制策略、转向方式建立了专家控制的控制算法库,对农用机器人路径跟踪和转向进行控制。针对农用机器人沿作物行行走建立了精确的数学模型,同时采用相适应的转向方式并依最优控制律对农用机器人进行控制;针对田间地头转向时转角较大、对转向灵活性要求较高,采用四轮转向方式设计了模糊控制算法。专家控制器根据具体的路径状况,调用不同的控制算法。通过仿真验证,该专家控制算法能满足农用机器人导航时的路径跟踪控制的精度要求。     

阳台农场环境控制系统设计

针对阳台农业种植植物在无人照料时,由于光照、湿度不足引起的植株生长问题,以STC89C52单片机为控制核心,选取DHT11、BH1750、YL-69传感器,分别检测空气温湿度、土壤湿度、光照强度,设计了阳台农场的环境监测控制系统。系统可自动检测、显示并调控空气温度、湿度、土壤湿度和光照强度,当环境参数不满足预设阈值时,可自动调控,实现阳台农场的自动管理。     

电厂冷凝器清洗机器人设计与控制方法研究

提出了面向电厂冷凝器清洗的新方法,它以高压水清洗为主、以化学药剂清洗为辅,通过智能清洗机器人实现电厂冷凝器的自动化在线清洗.首先设计了水下冷凝器清洗机器人的体系结构,给出了清洗机器人的机械与电气结构,在此基础上,为实现机器人的高效清洗,设计了机器人的分布式控制系统,提出了水下作业环境下二关节机器人的控制方法,建立了模糊高斯基神经网络控制系统结构,通过BP学习算法进行神经网络训练.最后,仿真实验表明:提出的控制方法在动态性能和稳定性方面优于传统的控制方法,非常适用于水下环境的清洗控制.