【正文】 tObservation(tpose, beacons)。關(guān)于繪制的源代碼基于貝利的開放源碼 [7]。后導(dǎo)航，這些數(shù)據(jù)將輸出，以及一些基本的統(tǒng)計結(jié)果。通過分析的數(shù)據(jù)和意見，實時視頻流和噪聲生成模塊完美和提供不如我們預(yù)料的結(jié)果。該錯誤是可以接受的考慮的三角剖分的不明朗因素。此函數(shù)是重要的視覺基于算法的實驗。 (iv) the transient state is difficult to track precisely。 (ii) the untested algorithm may damage the robot during the experiment。 圖 5 暫時性錯誤輸出 本文介紹了一種新型的模擬器，基于 MATLAB 代碼，并允許用戶調(diào)試 MATLAB 他們導(dǎo)航算法、室內(nèi)環(huán)境、集噪聲，觀察模型、建設(shè)與不同的驅(qū)動機制、傳感器內(nèi)部和外部傳感器的機器人模型。然后，觀察仿真模塊是離線處理的拍攝的影像，航行期間生成的測試。顛簸的反應(yīng)模塊工作正常，并使機器人停止時撞到環(huán)境中的任何對象。在圖 4 中所示 的方法被執(zhí)行的計算和繪圖的當(dāng)前幀 在每個循環(huán)周期， DrawRobot 函數(shù)轉(zhuǎn)換和旋轉(zhuǎn)分別存儲在矢量 Rob，真正的姿勢和定位結(jié)果顯示的形狀和繪制具有不同的填充陰影或顏色的結(jié)果。在某一 時刻的功能觀察薄的直線，與橢圓交叉快遞中心映射的不確定性。 loop for every 40 ms control = call(users_Control)。實時視頻提供直接視圖如何算法執(zhí)行，而輸出數(shù)據(jù)的模擬提供精確的記錄。觀察模擬模塊（ OSM）被迄今。機器人姿態(tài)表示如 X = [x y θ]在 x、 y 和 θ分別指示笛卡 爾坐標(biāo)和方向。 國家合作框架還定義了一些設(shè)置相關(guān)的運行，如機器人運動和跟蹤的方式顯示，觀察的交換機的模擬顯示，戰(zhàn)略的隨機運動等。在圖 1 中的灰色塊是在模擬器中集成的客戶子例程。本節(jié)的其余部分將說明模擬器中的詳細(xì)信息的模塊。如果機器人觸摸 墻 ，模擬器可以停止機器人，即使它由其他模塊向前移動所吩咐。 剩下的紙分為如下所示。模擬器采用可行的文本文件 ，以配置的環(huán)境，但只支持有限的機器人模型。 Bugworks 是非常簡單的模擬器提供拖就地界面 [2]；但是，它提供了非常原始的功能，更像是示范，而不是模擬器。這是因為 (一 )機器人價 格膨脹 ； (二 )未經(jīng)測試的算法可能會損壞的機器人在實驗 ；(三 )困難的構(gòu)建與交互系統(tǒng)模型下噪聲背景下； (四 )的瞬時狀態(tài)很難跟蹤準(zhǔn)確 ； (五 )和度量單位以外部的信標(biāo)隱藏在實驗中，但此信息通常有助于調(diào)試和更新的算法。 我還要感謝同組的各位同學(xué)，在畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝。在相同衰減比的條件下，串級系統(tǒng)的工作頻率要高，系統(tǒng)工作頻率提高，操作周 期就可以縮短，過度過程的時間相對也將縮短，因而對于反應(yīng)釜釜底溫度的控制質(zhì)量獲得的改善?；どa(chǎn)經(jīng)常在高溫、高壓、易燃、易爆等環(huán)境下運行，生產(chǎn)的安全性至關(guān)重要。此時主回路的仿真曲線如圖 410 所示： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 21 圖 410 主回路 4:1 反應(yīng)曲線圖 按已求得的 amp。 圖 46 單回路控制系統(tǒng) 仿真圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 19 串級控制仿真 仿真?zhèn)鬟f函數(shù)為： 5S 1)(1 ??sGp 1)(1 2 ??? SsGp 間歇式反應(yīng)釜的串級仿真圖，如圖 47 所示： 圖 47 串級控制系統(tǒng)仿真圖 利用 MATLAB 進行初步仿真即在主副 PID 作用在比例為 1 的情況下即沒有調(diào)節(jié)起作用的情 況下系 統(tǒng)的階躍曲線圖，我們可以通過觀察響應(yīng)曲線 看出系統(tǒng)的特征然后進行系統(tǒng)分析。 它用微分時間 TdL 來表示其作用的強弱 ， Td 大 ， 作用強 ， 但 Td 太大 ,也會引起振蕩。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例 +微分 （ PD） 控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動態(tài)特性。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。 PID 控制，實際中也有 PI 和 PD 控制。 PID 控制由比例、微分、積分三個典型環(huán)節(jié)組合而成，原理簡單，易于理解和掌握，其參數(shù)的物理含義也比較明確。 綜合考慮以上因素，間歇式化學(xué)反應(yīng)釜 冷（熱）劑調(diào)節(jié)閥 應(yīng)選擇 氣關(guān)式。 時人身、工藝設(shè)備的安全。由于反應(yīng)室溫度升高，則反應(yīng)釜釜底溫度也升高，故主過程的 為正。 在單回路控制系統(tǒng)設(shè)計中，要使一個過程控制系統(tǒng)能正常工作，系統(tǒng)必 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 12 須為負(fù)反饋。因而，調(diào)節(jié)器正、反作用的選擇同被控過程的特性即調(diào)節(jié)閥的開、關(guān)形式有關(guān)。 本章小結(jié) 本章主要分析了反應(yīng)釜的工作原理，反應(yīng)釜釜底溫度的特性，確定了課給定值 溫度 流量 副對象 主調(diào)節(jié)器 執(zhí)行器 主對象 溫度 變送器 + + — 流量 變送器 副調(diào)節(jié)器 — 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 9 題任務(wù)的功能指標(biāo)與技術(shù)指標(biāo)，比較單回路控制系統(tǒng)與串級控制系統(tǒng)對于課題完成的優(yōu)劣，并確定了以串級控制系統(tǒng)為 最終設(shè)計方案。 化學(xué)反應(yīng)釜作為被控對象有其特殊性。因此常取釜底溫度為被控參數(shù)，選取冷劑流量或熱劑流量為控制參數(shù)。 方案 比較 單回路控制系統(tǒng)設(shè)計 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，如圖 23 所示的間歇式反應(yīng)釜如進料管，出料管，攪拌器，冷熱劑出口，反應(yīng)室，夾套等設(shè)備應(yīng)用十分普遍，為了保證生產(chǎn)正常進行，冷熱劑進出需均衡 ，以保證過程的溫度平衡。 自動工況即對應(yīng)于反應(yīng)釜過程溫度 — 時間標(biāo)準(zhǔn)制式。 針對被控對象的上述特點，應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的魯棒性和快速性的要求，提高溫度測量的精度和測量穩(wěn)定性。 事實上作為被控對象的反應(yīng)釜工作溫度與一般的工業(yè)對象對比，主要有以 下幾個方面的特點： 反應(yīng)釜一般在反應(yīng)之初加熱使反應(yīng)釜內(nèi)達到所需的溫度。按照工藝要求，這些反應(yīng)一般要經(jīng)過加熱、恒溫、冷卻等過程，當(dāng)原料配比、濃度 確定以后，準(zhǔn)確控制反應(yīng)的溫度是保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的關(guān)鍵。釜體為一個鋼制罐形容器，可以在罐內(nèi)裝入物料，使物料在其內(nèi)部進行化學(xué)反應(yīng)。 近年來，以微控制器或工業(yè)微機為核心的 各種 反應(yīng)釜內(nèi)化學(xué)過程控制系統(tǒng)開發(fā)研究 控制系統(tǒng)成為反應(yīng)釜過程控制的主流。因此，通過測量并校正這些參數(shù)，以確?；どa(chǎn)過程的質(zhì)量和安全性是十分重要的。化工生產(chǎn)經(jīng)常在高溫、高壓、易燃、易爆等環(huán)境下運行，生產(chǎn)的安全性至關(guān)重要。研究通過控制其過程參數(shù)而控制化學(xué)反應(yīng)過程，以提高產(chǎn)品的收率和質(zhì)量的方法，對化工生產(chǎn)和生物制藥等工業(yè)很有實用價值。因此對于智能化檢測和控制裝置的呼聲日益增高。手工操作不僅操作工的勞動強度大，控制精度不高，且操 作不當(dāng)，極易引發(fā)安全事故。間歇反應(yīng)釜通常用于液相反應(yīng)，如多品種、小批量的制藥、燃料等反應(yīng)。當(dāng)釜內(nèi)溫度達到預(yù)定的溫度時，保持一定時間的恒溫以 使化學(xué)反應(yīng)正常進行，反應(yīng)結(jié)束后進行冷卻。 本課題使用的是間歇式反應(yīng)釜。 反應(yīng)釜內(nèi)的溫控特性主要取決于釜內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的激烈程度，而整個生產(chǎn)過程從起始升溫、中間恒溫到最后降溫，對象具有明顯的時變性?？刂葡到y(tǒng)的主要控制功能為自動地實現(xiàn)釜溫控制，釜溫 — 時間曲線由標(biāo)準(zhǔn)制式或由操作人員從人機接口設(shè)置。除自動工況外，其他工況均可進行時間設(shè)定，即開機狀態(tài)可設(shè)置定時關(guān)機，關(guān)機狀態(tài)可設(shè)置定 時開機。 ：從間歇式反應(yīng)釜的生產(chǎn)過程來看，影響釜底溫度有兩個量，一是通入夾套內(nèi)冷劑的流量，二是通入夾套內(nèi)熱劑的流量。 串級控制系統(tǒng)框圖如圖 25 所示。 ；根據(jù)對反應(yīng)釜動態(tài)特性的分析，確定以反應(yīng)釜的溫度為被控對象。它接受變送器或轉(zhuǎn)換器的 DC1~5V 或 DC4~mA 測量信號為輸入信號，與 DC1~5V 或DC4~20mA 給定信號進行比較，并對其偏差進行 PID 運算，輸出 DC4~20mA標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一信號。氣開式調(diào)節(jié)閥，其靜態(tài)放大系數(shù) 取正，氣關(guān)式調(diào)節(jié)閥，其靜態(tài)放大系數(shù) 取負(fù)。各環(huán)節(jié)放大系數(shù)極性的規(guī)定與單回路系統(tǒng)設(shè)計相同。變送器的任務(wù)就是將檢測信號轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。 ，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 14 第 4 章 MATLAB 仿真設(shè)計及結(jié)果 模擬 PID算法 及規(guī)律 在模擬控制系統(tǒng)中，控制器最常見的 控制規(guī)律是 PID 控制。 ，魯棒性強。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關(guān)系。 微分 （ D） 控制 在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分 （ 即誤差的變化率 ）成正比關(guān)系。它用比例度來表示其作用的強弱 ， 比例度越小 ， 調(diào)節(jié)作用越強 ； 相反 ， 比例度越大 ， 調(diào)節(jié)作用就越弱；比例作用太強時 ， 會引起震蕩。2s，直到得到副回路過渡過程衰減比為 4:1 的曲線，即得到如圖 44 所示的階躍響應(yīng)曲線，此時 amp。2s=， T2s=，其中 T2s 為衰減振蕩周期。如圖 41 412 主、副調(diào)節(jié)的參數(shù)設(shè)置所示： 圖 411 副回路 PID 調(diào)節(jié) 結(jié)果 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（ 論文） 22 圖 412 主 PID 調(diào)節(jié)最后結(jié)果 當(dāng)副調(diào)節(jié)器參數(shù)整定結(jié)束之后，視其為主回路的一個環(huán)節(jié)，按單回路控制系統(tǒng)的方法整定主調(diào)節(jié)器參數(shù)，而不再考慮主調(diào)節(jié)器參數(shù)變化對副回路的影響。 本文使用模擬 PID 控制方案對間歇式反應(yīng)釜進行控制，主要成果如下： ，對反應(yīng)釜的反應(yīng)過程進行了分析， 設(shè)計出合理的控制方案。所以在工業(yè)應(yīng)用中只要將變化劇烈、而且幅度大的擾動包括在串級系統(tǒng)副回路中，就可以大大減少其對主回路的影響。本文介紹的 2D 室內(nèi)機器人導(dǎo)航算法開發(fā)基于 MATLAB 的模擬器。為了解決上面列出的問題，該模擬器被應(yīng)該能夠密切監(jiān)視系統(tǒng)狀態(tài)。這兩個模擬器，即 Webots 和太太，提供了功能強大的接口，以建立移動機器人和環(huán)境、 優(yōu)秀的三維顯示、 精確的性能模擬和編程語言的機器人控制。在這一階段中使用 MATLAB 可以避免浪費時間再生存在算法反復(fù)與重點的新的理論和算法的發(fā)展。第四節(jié)載一些實驗的結(jié)果顯示系統(tǒng)的性能。這是用戶跟蹤導(dǎo)航過程，并找出錯誤。如圖 1 所示，以上虛線的模塊是用戶界面。每個燈塔由四個元素的載體的 [x、 y、 ω， P] T，凡 (x， y) 起訴的燈塔的位置由笛卡爾坐標(biāo)值、 ω 是方向，面臨著的燈塔， P 是指向圖像文件的指針 意見場地信標(biāo)的前面。模擬器為用戶提供內(nèi)置的 OAM 研究報告，以便他們能夠?qū)Ｗ⒂谒麄兊乃惴āＫ鼞?yīng)該輸出驅(qū)動的信息定義由機器人模型，例如，左和右輪速度差異驅(qū)動的機器人。將根據(jù)明晰選擇非可視信標(biāo)和將其傳輸?shù)綌?shù)據(jù)保險絲子例程，觀察到的所有信息。 Rob=BuildRobot(robot_Para)。 [lpose,l_noise] = call(users_Localization)。需要注意的是輸出數(shù)據(jù)包含估計的姿勢，真正的姿勢，協(xié)方差矩陣的每個步驟中，可以處理和計算精確實驗后。 實驗的目的是測試仿真系統(tǒng)的性能。 第三， OAM 接通，和用戶的導(dǎo)航模塊保持相同。這意味著圖像縮放和此模塊中的投影操作是可靠的。為了節(jié)省 時間，模擬器還提供了一些功能模塊，可以實現(xiàn)一些導(dǎo)航任務(wù)如避障和碰撞反應(yīng)。 and (v) the measurements to the external beacons are hidden during the experiment, but this information is often helpful for debugging and updating the algorithms. The software simulator could be a good solution for these problems. A good simulator could provide many different environments to help the researchers to find out problems in their algorithms in different kinds of mobile robots. In order to solve the problems listed above, this simulator is supposed to be able to monitor system states closely. It also should have flexible and friendly users’ interface to develop all kinds of algorithms. Up to now, many mercial simulators with good performance have been developed. For instance, MOBOTSIM is a 2D simulator for windows, which