發(fā)布時(shí)間：2017-08-19 05:35

  本文關(guān)鍵詞：基于ARM的物料翻整車仿真模型行駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： ARM 智能控制 最小二乘法 模糊控制 在線插值 Matlab仿真

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用范圍越來越廣。而物料翻整車作為一種特殊應(yīng)用的移動(dòng)機(jī)器人在有機(jī)廢物處理領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。但是,物料翻整車在方池形晾曬場(chǎng)內(nèi)翻整物料時(shí),由于其缺少智能行駛控制系統(tǒng),造成了物料翻整不理想。針對(duì)這個(gè)問題,本論文采用智能小車對(duì)其進(jìn)行仿真,設(shè)計(jì)了一套基于ARM的智能行駛控制系統(tǒng)。行駛控制系統(tǒng)的智能控制主要包括三個(gè)部分:直線行駛控制,平移控制,以及行駛過程中的車速控制。直線行駛過程中,加入模糊控制算法,保證小車沿平行于晾曬場(chǎng)左側(cè)墻面的直線軌道行駛;當(dāng)小車運(yùn)行到距前方墻面距離小于安全平移距離時(shí),加入模糊控制算法,使小車能準(zhǔn)確地向右方平移出一個(gè)車寬的距離,進(jìn)入到反向直線行駛控制。直線行駛和平移過程依次交替,確保了晾曬場(chǎng)每一個(gè)區(qū)域都能得到翻整。為了保證小車能夠平穩(wěn)有效地實(shí)現(xiàn)直線行駛控制和平移控制,還需對(duì)車速進(jìn)行有效控制。論文首先分析了控制系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能,并在此基礎(chǔ)上提出了一種基于人機(jī)交互的遞階控制體系;其次,設(shè)計(jì)了基于STM32F103RET6芯片的行駛控制系統(tǒng)硬件電路,其功能模塊主要包括:運(yùn)動(dòng)控制模塊、電子羅盤模塊、距離測(cè)量模塊、測(cè)速模塊和無線通訊模塊。再次,介紹了各個(gè)功能模塊的軟件設(shè)計(jì),尤其在電子羅盤模塊軟件設(shè)計(jì)中詳細(xì)闡述了運(yùn)用最小二乘法對(duì)航向角進(jìn)行修正;然后,對(duì)模糊控制進(jìn)行了相關(guān)研究,重點(diǎn)探討了模糊控制規(guī)則對(duì)模糊控制系統(tǒng)性能的影響。在分析、比較多種規(guī)則自調(diào)整模糊控制的基礎(chǔ)上,提出了一種基于智能權(quán)函數(shù)法的在線插值模糊控制算法,并將其應(yīng)用到小車的直線行駛、平移以及車速控制中,同時(shí)采用Matlab對(duì)其控制過程進(jìn)行了仿真模擬;最后,設(shè)計(jì)了基于LabVIEW的遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái),實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、小車運(yùn)行軌跡的跟蹤以及小車的遠(yuǎn)程控制。通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的綜合測(cè)試,驗(yàn)證了傳感器數(shù)據(jù)的采集、處理,智能小車與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信以及行駛控制系統(tǒng)中的控制算法。
【關(guān)鍵詞】：ARM 智能控制 最小二乘法 模糊控制 在線插值 Matlab仿真
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242;TH24
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 論文研究背景9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文研究目的及意義11
• 1.4 智能小車的關(guān)鍵技術(shù)11-12
• 1.5 論文研究的主要內(nèi)容12-14
• 第二章 行駛控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)14-18
• 2.1 智能小車行駛控制體系方案分析14
• 2.2 基于人機(jī)交互遞階式控制體系14-17
• 2.2.1 任務(wù)需求分析15-16
• 2.2.2 人機(jī)交互協(xié)助層16
• 2.2.3 慎思控制層16-17
• 2.2.4 行為反應(yīng)層17
• 2.3 本章小結(jié)17-18
• 第三章 行駛控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)18-33
• 3.1 智能小車轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)選擇18
• 3.2 行駛控制系統(tǒng)硬件方案18-19
• 3.3 運(yùn)動(dòng)控制模塊19-25
• 3.3.1 微處理器模塊20-22
• 3.3.2 電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊22-24
• 3.3.3 舵機(jī)模塊24-25
• 3.4 距離測(cè)量模塊25-26
• 3.5 電子羅盤模塊26-27
• 3.6 速度測(cè)量模塊27-29
• 3.7 無線通信模塊29-31
• 3.8 PCB板設(shè)計(jì)31-32
• 3.9 本章小結(jié)32-33
• 第四章 行駛控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)33-48
• 4.1 軟件開發(fā)工具介紹33
• 4.2 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)33-47
• 4.2.1 系統(tǒng)整體框圖33-34
• 4.2.2 直流電機(jī)模塊程序設(shè)計(jì)34-35
• 4.2.3 舵機(jī)模塊程序設(shè)計(jì)35
• 4.2.4 距離檢測(cè)模塊程序設(shè)計(jì)35-36
• 4.2.5 速度測(cè)量模塊程序設(shè)計(jì)36-37
• 4.2.6 電子羅盤模塊軟件設(shè)計(jì)37-43
• 4.2.7 無線通信模塊軟件設(shè)計(jì)43-46
• 4.2.8 看門狗程序設(shè)計(jì)46-47
• 4.3 本章小結(jié)47-48
• 第五章 路徑規(guī)劃48-77
• 5.1 模糊控制簡(jiǎn)介48-51
• 5.1.1 模糊控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)48-49
• 5.1.2 精確量的模糊化49
• 5.1.3 模糊控制算法49-50
• 5.1.4 解模糊化50-51
• 5.2 控制規(guī)則可調(diào)整的模糊控制51-68
• 5.2.1 傳統(tǒng)模糊控制器設(shè)計(jì)51-53
• 5.2.2 基于解析表達(dá)式的模糊數(shù)模型53-55
• 5.2.3 解析控制規(guī)則可調(diào)整的模糊控制55-60
• 5.2.4 改進(jìn)的規(guī)則自調(diào)整模糊控制60-68
• 5.3 行駛控制系統(tǒng)模糊控制器設(shè)計(jì)68-76
• 5.3.1 基于智能權(quán)函數(shù)法的在線插值模糊控制的直線行駛控制68-71
• 5.3.2 基于智能權(quán)函數(shù)法的在線插值模糊控制的平移控制71-75
• 5.3.3 基于智能權(quán)函數(shù)法的在線插值模糊控制的速度控制75-76
• 5.4 本章小結(jié)76-77
• 第六章 上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)77-84
• 6.1 LabVIEW軟件77
• 6.2 上位機(jī)監(jiān)控軟件77-83
• 6.2.1 用戶登陸管理77-79
• 6.2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)79-83
• 6.3 本章小結(jié)83-84
• 第七章 系統(tǒng)測(cè)試84-90
• 7.1 傳感器數(shù)據(jù)采集、處理驗(yàn)證86-87
• 7.2 智能小車與上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信驗(yàn)證87-88
• 7.3 路徑規(guī)劃中的控制算法驗(yàn)證88-89
• 7.4 本章小結(jié)89-90
• 第八章 總結(jié)與展望90-92
• 8.1 總結(jié)90-91
• 8.2 展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-94
• 致謝94-95
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文95

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