隨著挖掘機(jī)自動(dòng)化和智能化進(jìn)程的推進(jìn),挖掘機(jī)控制系統(tǒng)急需要一種能夠同時(shí)保證測(cè)量精度和安裝便捷性的姿態(tài)測(cè)量方式。轉(zhuǎn)角傳感器、位移傳感器的姿態(tài)測(cè)量方式由于存在機(jī)械磨損、測(cè)量精度隨使用年限降低、不便裝卸和維修的缺點(diǎn),已不能滿足上述要求。基于以上背景,本文研究的挖掘機(jī)姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)包含三個(gè)以CAN總線連接的慣性測(cè)量單元,慣性測(cè)量單元以MEMS傳感器為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)完成,可直接安裝于動(dòng)臂、斗桿和鏟斗表面,實(shí)現(xiàn)對(duì)挖掘機(jī)工作裝置俯仰角的測(cè)量。首先,根據(jù)剛體的姿態(tài)描述方法,對(duì)MEMS傳感器的姿態(tài)測(cè)量原理進(jìn)行分析,分別指出了加速度計(jì)、磁力計(jì)和陀螺儀在單獨(dú)用于姿態(tài)測(cè)量時(shí)的局限性。其次,以動(dòng)態(tài)過(guò)程中的挖掘機(jī)工作裝置的俯仰角測(cè)量為目標(biāo),對(duì)互補(bǔ)濾波和卡爾曼濾波兩種數(shù)據(jù)融合算法的原理進(jìn)行分析,并建立起對(duì)應(yīng)的迭代模型對(duì)加速度計(jì)和陀螺儀數(shù)據(jù)進(jìn)行融合。再次,以三軸加速度計(jì)ADXL357和單軸陀螺儀ADXRS450為基礎(chǔ),利用Cadence軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)慣性測(cè)量單元的原理圖和PCB圖設(shè)計(jì),并通過(guò)貼片、回流焊等加工步驟完成了實(shí)驗(yàn)板的制作。以Keil為軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了慣性測(cè)量單元板載程序的編程。最后,以MFC編程的數(shù)據(jù)監(jiān)控面板為基礎(chǔ),... 

【文章來(lái)源】：華僑大學(xué)福建省

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

主控電路

主控芯片外圍電路

電源電路

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[6]基于MEMS器件的無(wú)人機(jī)姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 劉佳妮.黑龍江大學(xué) 2015
[7]制導(dǎo)火箭彈穩(wěn)定平臺(tái)中MEMS陀螺儀降噪技術(shù)研究[D]. 楊慶輝.南京理工大學(xué) 2015
[8]自主挖掘機(jī)器人軌跡規(guī)劃研究與控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 鄒久禮.太原科技大學(xué) 2014
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本文編號(hào)：3260264