本文關(guān)鍵詞：消防機器人無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)的仿真與設(shè)計

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【摘要】：消防機器人在火災(zāi)現(xiàn)場可有效實施滅火救援、火場偵察和氣體檢驗,是消防隊員的得力助手。本文針對消防機器人直流電機驅(qū)動的低速大轉(zhuǎn)矩要求,對該直流電機驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與仿真研究。主要內(nèi)容如下：1.闡述國內(nèi)外消防機器人的最新發(fā)展現(xiàn)狀,分析現(xiàn)有機器人用驅(qū)動電機系統(tǒng)的特點和不足。2.介紹消防機器人的基本結(jié)構(gòu)組成以及采用的行走方式,分別分析消防機器人的驅(qū)動功率及其越障、爬坡、爬樓梯等行走特點。針對消防機器人驅(qū)動電機的低速大轉(zhuǎn)矩特性,結(jié)合無刷直流電機的機械特性和轉(zhuǎn)矩／轉(zhuǎn)速特性,確定無刷直流電機驅(qū)動方案并選型。3.簡述無刷直流電機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理以及數(shù)學(xué)模型,設(shè)計模糊自適應(yīng)PID控制器,在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下給出無刷直流電機的雙閉環(huán)控制仿真模型,并對仿真結(jié)果做詳細(xì)的分析。結(jié)果表明模糊自適應(yīng)PID算法下的雙閉環(huán)無刷直流電機模型具有階躍響應(yīng)速度較快、超調(diào)小、動靜態(tài)性能較好的特點。4.設(shè)計無刷直流電機的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括由主控電路、檢測反饋電路、故障保護(hù)電路和驅(qū)動電路。軟件部分包括系統(tǒng)主程序和服務(wù)中斷子程序。最后對整個系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試,給出實驗結(jié)果,表明設(shè)計的直流電機伺服驅(qū)動系統(tǒng)具有低速大轉(zhuǎn)矩特性,并可使機器人順利完成爬坡、越障、爬樓梯等功能。
【關(guān)鍵詞】：履帶式底座 消防機器人 無刷直流電機 模糊自適應(yīng)PID 建模仿真
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM33;TP242
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景及意義9
• 1.2 消防機器人國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9-13
• 1.2.1 國外現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀11-13
• 1.3 機器人用電機驅(qū)動系統(tǒng)概況13-14
• 1.4 課題研究的主要工作及結(jié)構(gòu)安排14-15
• 第二章 消防機器人行走特點分析15-26
• 2.1 消防機器人的系統(tǒng)構(gòu)成15-16
• 2.2 履帶式機器人驅(qū)動功率分析16-23
• 2.2.1 爬坡能力分析21-22
• 2.2.2 越障能力分析22
• 2.2.3 爬樓梯能力分析22-23
• 2.3 無刷直流電機的運行特性23-25
• 2.3.1 機械特性23-24
• 2.3.2 轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速特性24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第三章 無刷直流電機控制系統(tǒng)的建模仿真26-44
• 3.1 無刷直流電機的結(jié)構(gòu)、原理及數(shù)學(xué)模型26-29
• 3.1.1 無刷直流電機基本結(jié)構(gòu)26-27
• 3.1.2 無刷直流電機工作原理27-28
• 3.1.3 無刷直流電機數(shù)學(xué)模型28-29
• 3.2 模糊自適應(yīng)PID控制器的設(shè)計29-35
• 3.2.1 模糊自適應(yīng)PID控制器29-32
• 3.2.2 各變量隸屬度函數(shù)的確定32-33
• 3.2.3 建立模糊規(guī)則表33-35
• 3.2.4 模糊自適應(yīng)PID仿真框圖35
• 3.3 無刷直流電機控制系統(tǒng)模型建立35-41
• 3.4 仿真結(jié)果與分析41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計44-56
• 4.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計44-50
• 4.1.1 控制電路硬件設(shè)計44-46
• 4.1.2 檢測電路設(shè)計46-48
• 4.1.3 轉(zhuǎn)向電路設(shè)計48
• 4.1.4 保護(hù)電路設(shè)計48-49
• 4.1.5 驅(qū)動電路設(shè)計49-50
• 4.2 軟件系統(tǒng)設(shè)計50-54
• 4.2.1 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計50-51
• 4.2.2 主程序模塊設(shè)計51-52
• 4.2.3 中斷子程序模塊設(shè)計52-54
• 4.3 硬件實物簡介54-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 實驗結(jié)果及分析56-62
• 5.1 系統(tǒng)調(diào)試56-61
• 5.1.1 相電壓及線電壓測試56-57
• 5.1.2 相電流測試57-60
• 5.1.3 霍爾信號測試60-61
• 5.2 轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速驗證61
• 5.3 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 總結(jié)62
• 6.2 展望62-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 附錄67-71
• 圖表目錄71-74
• 致謝74-75
• 攻讀碩士學(xué)位期間的主要學(xué)術(shù)成果75

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙樹軍;;CMOS軌到軌電壓跟隨器的設(shè)計及優(yōu)化[J];黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年02期

2 許明軒;;硅整流式交流發(fā)電機在活塞通用飛機上的應(yīng)用[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報;2012年34期

3 雷丹;趙金;李睿;;一種小功率無刷直流電機控制系統(tǒng)的設(shè)計[J];微電機;2012年04期

4 宮紅鎖;楊慧紅;靳云玲;;中國消防機器人的展望[J];中國公共安全(學(xué)術(shù)版);2012年01期

5 張倩;王群京;李國麗;;雷達(dá)伺服系統(tǒng)的混合智能算法應(yīng)用及其魯棒性分析[J];電氣傳動;2012年02期

6 劉軍;程繼國;尹志;沈耀宗;;消防機器人滅火救援應(yīng)用技術(shù)分析[J];消防技術(shù)與產(chǎn)品信息;2010年11期

7 魏捍東;張智;;從央視大火探討超高層建筑滅火對策[J];消防科學(xué)與技術(shù);2010年07期

8 周小波;王群京;陳偉;周嗣理;;基于MATLAB/SIMULINK的直流電機模糊控制的仿真[J];電機技術(shù);2010年01期

9 李霄燕;呂利娟;袁金環(huán);;自調(diào)整模糊PID及其在pH值控制中的仿真研究[J];氣象水文海洋儀器;2008年04期

10 殷云華;樊水康;陳閩鄂;;自適應(yīng)模糊PID控制器的設(shè)計和仿真[J];火力與指揮控制;2008年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 宿月文;朱愛斌;陳渭;謝友柏;;履帶系統(tǒng)內(nèi)摩擦分析以及對整機牽引性能影響的研究[A];第八屆全國摩擦學(xué)大會論文集[C];2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王南丁;消防機器人履帶行走裝置設(shè)計及運動學(xué)仿真研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2015年

2 李春濤;電動汽車用永磁無刷直流電機調(diào)速控制器研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2013年

3 侯天石;基于DSP的永磁無刷直流電機的控制系統(tǒng)[D];內(nèi)蒙古科技大學(xué);2012年

4 周里津;清洗機器人無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計[D];武漢理工大學(xué);2012年

5 傅強;彈載電動舵機控制系統(tǒng)研究[D];南京理工大學(xué);2011年

6 張小莉;基于DSP的全數(shù)字低壓直流伺服控制系統(tǒng)的研究[D];上海交通大學(xué);2011年

7 謝俊;基于DSP的無刷直流電機控制系統(tǒng)的設(shè)計與仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

8 張璇;BLDCM無位置傳感器控制系統(tǒng)的研究[D];大連理工大學(xué);2009年

9 劉二利;基于dsPIC的BLDCM無位置傳感器控制系統(tǒng)研究[D];大連理工大學(xué);2007年

10 殷云華;基于DSP的無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計和仿真研究[D];中北大學(xué);2007年

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本文編號：1113190