基于STM32的变电站巡检机器人运动控制系统设计与实现

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变电站巡检机器人是移动机器人的一种,是多种传感器信息融合、多种通信方式共同使用、多种智能控制方法共存、能够自主导航和定位、具有广阔应用前景的巡检系统。它能够在无人的情况下,对变电站的高压设备进行实时监测,及时发现电力设备的异常状况,可大幅提高变电站设备状态监测的准确性、实时性以及自动化水平。本文设计了一种变电站巡检机器人运动控制系统,主控芯片采用STM32,嵌入S曲线加减速控制算法,利用差速驱动转向实现对机器人运动状态的改变。论文主要工作及研究成果如下:1、通过对机器人运动控制工作原理进行分析,利用差速驱动转向实现对机器人运动状态的改变;深入研究加减速控制算法,通过仿真实验表明,S曲线控制算法能够实现机器人速度的平滑调节。2、对变电站巡检机器人的运动特性进行分析,得出系统运动控制的设计要求;给出系统总体设计方案:选择系统控制芯片、设计系统功能、选择驱动设备和控制器发送脉冲频率与机器人运动速度之间的关系;给出系统的设计平台和设计参数。3、对系统控制电路硬件总体方案进行了设计,主要包含STM32最小系统模块、PWM驱动电路模块、编码器接口电路模块、串口通信电路模块以及电源电路模块,对各个模块的功能进行分析和具体电路设计。4、根据系统控制电路的硬件电路设计,对软件功能模块进行划分,给出了系统控制的主流程框图。采用模块化设计的思路,对各个模块进行设计,主要包括系统运动控制功能软件、串口通信软件设计和速度计算软件设计。5、系统设计完毕后,对系统进行测试。测试围绕系统性能指标进行,主要包括系统功能测试和定位误差的测试,并对各个测试结果进行分析,得出所设计系统满足性能指标的要求。
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