履带式排爆机器人运动控制系统设计与实现

来源 :华南理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:gaolch010
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在当今的和平年代,人们的生活仍受恐怖活动,尤其是爆炸事件困扰。随着机器人技术的迅猛发展,机器人技术被应用到反恐排爆领域,促使了排爆机器人的诞生。排爆机器人对于维护人们的生命财产安全具有重要意义。目前,由于进口的排爆机器人价格高昂,严重阻碍了我国对排爆机器人的推广。本文针对履带式排爆机器人运动控制系统,搭建了以DSP+FPGA为控制核心,以陀螺仪传感器和红外传感器为运动传感器以及采用基于Zedboard开发板的无线视频采集方案的完整闭环系统。在芯片功能划分上,使用具有多外设功能模块的DSP实现与上位机通讯、机械臂控制并且与FPGA通讯,并且使用FPGA实现与传感器信息采集与处理,与DSP通讯,移动机构运动控制。针对履带式排爆机器人的移动控制,采用FPGA作为控制的处理器,陀螺仪作为反馈传感器对排爆机器人进行控制。首先进行系统建模。通过运动学分析和控制系统理论,建立了以履带式排爆机器人关于自身几何中心自旋角速度为控制对象的开环系统模型,并计算出各环节的传递函数。在获取了开环系统的模型基础上,采用通过固定一侧履带速度,调节另一侧履带速度来实现对排爆机器人的运动控制的控制策略并建立了系统的闭环控制系统。在建立闭环系统的基础上,设计了具有调节速度更快,无稳态误差的性能的数字PID控制器参数。在移动机构的运动控制实现上,根据数字系统的设计方法,在FPGA中编程实现对陀螺仪传感器数据采集与处理。结合控制命令和传感器反馈数据,在FPGA中实现了PID控制器对排爆机器人移动过程进行了校正与避障。另外,结合上红外传感器的使用实现了排爆机器人的避障功能。最后,通过一系列实验对排爆机器人控制系统进行了测试:基本运动功能实验,避障功能实验、控制器效果检验实验,转移目标物体实验。实验结果表明,排爆机器人控制系统通讯稳定,对控制命令反应灵敏,能够快速地输出动作。此外,排爆机器人在加入控制器后,能够有效地克服和抑制运动过程中的干扰,顺利平稳地实现对目标物体进行抓取和转移。
其他文献
目的探讨半髋关节置换术与全髋关节置换术在老年股骨颈骨折中的应用效果。方法将2016年1月-2017年1月收治的老年股骨颈骨折患者105例中采取全髋关节置换的57例作为观察组,采
在互联网高速发展的今天,自媒体逐渐涌现并成为主流,微博、微信将自媒体的发展推向高潮,整个社会进入"微"时代。新媒体在传播速度、传播方式等方面都与传统媒体存在很大的区
开学不久,我校语文教研组举行集体备课活动。一位一年级老师执教语文教研课。这一节课是教拼音的,我们都知道,汉语拼音从声母到韵母,再到整体认读,学生都要会写,会读。以前,
隧道开挖必然扰动或破坏天然岩体相对平衡状态的初始地应力场,从而在一定范围内引起地应力的重新分布,并且导致岩体发生变形。连拱隧道开挖、支护和衬砌施工相互交错影响,使
目前我国的农业国情为土地产权集体所有、农户承包经营和农业生产规模小,我国的农产品在供需、产销方面存在着严重的信息不对称。信息不对称问题导致谷贱伤农等问题的频频发
面对经济发展的新态势,江苏制造业如何进行转型升级是我们面临的新的挑战。在新的经济形势下,江苏劳动密集型产业和粗放型的经营模式要向着集约化、规模化的方向发展。因此,上海
在传统桥梁结构静载实验的基础上,通过对桥梁刚度敏感性进行分析,并选择桥梁较为敏感部位来布置传感器,采用分级加载的方式对桥梁承载力进行验证,该方法不仅避免了传统静载桥梁试
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
对于个体而言,亲社会行为水平地提高可以帮助其更好地适应社会环境;对于社会而言,有利于社会的治安稳定。当人们处于某种特定的情境中,体验到了不同程度的内疚时,接下来,他很有可能倾向于实施某种形式的亲社会行为。研究者通过各种手段对此进行了验证。与此同时,大部分研究者指出,道德认同这种个体内部特质对于亲社会行为发生、发展起到了关键性的作用。研究一采用问卷的方法对初中一年级至大学一年级1822名青少年进行大
目的分析持续质量改进应用在消毒供应中心(CSSD)质量管理中的效果。方法在消毒中心实行常规质量管理时,选取消毒供应中心工作人员42名作为研究对象,将其随机分成实验组和对照