rs232串口智能小車控制系統(tǒng)設計-大學畢業(yè)論文畢業(yè)設計學位論文范文模板參考資料(已改無錯字)
2023-01-11 06:10:35 本頁面
【正文】 行微分，即分 為 k 步來 ? 完成需要行走的路線，每一步轉過的角度為 ? 。 因此，由 x?和 y? 可以知道 每一步小車在橫向和縱向的位移，而由式 n????可以知道小車運RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設計 13 動的 每一步 與水平方向的夾角變化量。 在根據(jù)航位推 算，也就是利用光電傳感器輸出脈沖和車輪轉動距離之間有這簡單的線性關系，而測量單位采樣時間內(nèi)智能小車左右輪移動的距離，并且通過測量單位采樣時間內(nèi)智能小車左右輪移動的距離對智能小車進行定位，這樣就建立了智能小車位姿和智能小車轉矩之間的關系。 利用航位公式： ? ? ? ?1nTn n r lv t v tb? ?? ? ? ????? 其中 b 為 2 個 驅動輪之間的橫向距離 ， rv 為右輪線速度， lv 為左輪線速度。以左右輪線速度分別計算智能小車瞬時轉速 ? ， 得 2rvRb?? ? 2lvRb?? ? 由以上兩式可得中心 G 點的運動速度 v 為 ? ?122 rr l lrv R v v? ? ???????? ? ? ? ??? 再根據(jù) 2 mN??? 2 rmS N?? （ 其中 N 為光電傳感器的碼盤分度， m 為光電傳感器發(fā)送的脈沖個 數(shù)） 根據(jù)獲得的 n 時刻是右輪轉動的距離 rnS? 和左輪轉動的距離 rnS? ，將其代入航位公式求得 n?? ，然后求出 1n?? 。在 [nt , ntT? ]內(nèi)對 ??cos t? 線性差值近似有 ? ? ? ?1c o s c o sc o s c o s nnnnt t tT???? ? ?? ? ? 從而可以得 ? ? ? ?1c o s c o sc o snT nnn n n nx v t t t d tT???? ? ???? ? ? ? ????? RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設計 14 ? ? ? ?1 1c o s c o sc o s nnn n n nt t S ST??? ? ????? ? ? ? ????? ? ?1 1c o s c o snn n n n nt T S t ST??? ?? ? ? ????? ? ?1c o s c o s nTnn n S t d tT?? ?? ? ? 式中的 nS 和 1nS? 分別為智能小車中心第 n 次采樣時刻到第 n+1 次采樣時刻之間移動的距離，其中 ? ?nTn S t dt?? 近似為 ? ? 12nT nnn SSS t dt T? ? ??? 進而可得 ? ? 11 c o s c o s2nnn n nx S S ???? ?? ? ? 同理可得 11 c o s c o s2nnn n nx x S ???? ?? ? ? 11 s in s in2nnn n ny y S ???? ?? ? ? 1n n n? ? ?? ? ?? 由以上分析可知， 獲得 n時刻左輪與右輪轉動的距離后，可以求得 nrS? 和lnS? ，然后可以求得智能小車在 n+1 時刻的位置。 從而求出左輪與右輪的具體運動關系為 n 2cos2rRbS ???? ? ? n 2cos2lRbS ???? ? ? 有以上兩式就是智能小車每一步行走半徑為 R 角度為 ? 的右輪和左輪的運動關系。因為微分的近似關系，且每一步值較小，所以式子又可近似為 n 2l bSR ??? ? ? n 2r bSR ??? ? ? 根據(jù)上面的分析可以具體知道小車的左右輪來實現(xiàn)弧線行走，并且實現(xiàn)RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設計 15 控制。例如 。小車原地轉動，小車繞一個車輪轉動等，要實現(xiàn)智能小車的各種狀態(tài)行走只需要把各種曲線運動和直線運動相結合即可。 智能小車運動機械控制方法 智能小車的控制方法有很種，本設計采用了最基本的 模糊控制理論，這個理論是由美國加利福尼亞大學著名教授查德提出的，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)取得了很大的進步。 模糊控制系統(tǒng)通常有模糊控制器、輸入輸出接口、執(zhí)行機構、測量裝置和被控對象五個部分組成，其基本原理如圖 7 圖 7 模糊控制基本原理圖 本設計采用模糊設計 ，增加了操作的可能性和方便性，使設計目標較為明確，且目標較易達到。 本章小結 本章介紹了小車的方案比較，選出了比較適合本設計的方案即用一個萬向輪和兩個直流電機（有減速機構），通過對小車的運動分析，使小車的運動模型化，有助于我們更加了解小車的運動過程。其次介紹了部分的控制理論，使得我們面對目標與過程更加清晰化，并且提供了一個平臺，一個理論依據(jù)。 RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設計 16 3 電路部分 電路部分是智能小車的核心，尤其是電機 ， 可以說是關鍵的一部分 。關于電機的選型，要涉及到電機型號，功率大小 、轉速等，還有控制部分是一個核心部分，需要選擇合適的單片機，進行一系列的編程測試。 直流電機 控制電機作為自動控制系統(tǒng)的重要元件，其性能好壞將直接影響到整個控制系統(tǒng)的工作性能。智能小車控制系統(tǒng)要求電機具有高可靠性，高精度，啟動、停止和反向均能連續(xù)有效地進行，具有良好的響應性，運行特性穩(wěn)定，良好的抗干擾能力，體積小，重量輕等。 機器人控制系統(tǒng)常用的控制電機有步進電機和直流電機兩大類。步進電機用電脈沖信號控制，它的角位移量和線位移量與脈沖成正比，電機的轉速與脈沖成正比，所以通過 改變脈沖頻率可以實現(xiàn)步進電機的調(diào)速，而且不容易受電壓擾動和負載變化的影響。步進電機的優(yōu)點是：步距誤差不會長期積累，適合運用到數(shù)字控制系統(tǒng)的驅動元件；缺點是：效率低，帶負載慣量的能力不強，雖然近幾年有所改善，但是價格昂貴，因此在一定程度上限制了其運用范圍。而直流電機能夠將輸入的電壓信號 變成角位移或角速度輸出，改變控制電壓即可改變電機轉速和轉向，用途廣泛，主要有以下優(yōu)點： （ 1） 寬廣的調(diào)速范圍。直流電機的轉速能夠隨著控制典雅的改變在寬廣的范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)。 （ 2） 線性的機械特性和調(diào)節(jié)特性。直流電機的控制在電壓一定時，轉速隨著轉矩的變化而變化。轉矩一定時，轉矩則會隨電壓線性調(diào)節(jié)。線性的機械特性和調(diào)節(jié)特性有利于提高自控系統(tǒng)的動態(tài)精度。 （ 3） 與步進電機比，有較大的功率，且價格較為適宜。 根據(jù)以上直流電機的特點，選用了永磁式直流電機，有電機部分和減速箱兩部分組成。與試驗要求貼近，且省去了其他繁瑣的制作工藝過程 ，因此選用直流電機。 直流電機的介紹 RS232 串口智能小車控制系統(tǒng)設計 17 輸出或輸入為直流電能的旋轉電機，稱為直流電機，它是能實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉換的電機。 按結果主要分為直流電動機和直流發(fā)電機；按類型主要分為直流有刷電機和直流無刷 電機直流電機的勵磁方式是指對勵磁繞組如何供電、產(chǎn)生勵磁磁通勢而建立主磁場的問題。根據(jù)勵磁方式的不同，直流電機可分為下列幾種類型。 例如他勵直流電機（ 勵磁繞組與電樞繞組無聯(lián)接關系，而由其他直流電源對勵磁繞組供電 ）、并勵直流電機（ 勵磁繞組與電樞繞組相并聯(lián) ， 電機本身發(fā)出來的端電壓為勵磁繞組供電 ， 勵磁繞組與電樞共用同一電源 ）、串勵直流電機（ 磁繞組與電樞繞組串聯(lián)后，再接于直流電源 ）、復勵直流電機（ 復勵直流電機有并勵和串勵兩個勵磁繞組，若串勵繞組產(chǎn)生的磁通勢與并勵繞組產(chǎn)生 的磁通勢方向相同稱為積復勵。若兩個磁通勢方向相反 ，則稱為差復勵）等。
公司管理相關推薦
鄂ICP備17016276號-1