本文關(guān)鍵詞：110KV變電站巡檢機(jī)器人可移動平臺控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

  更多相關(guān)文章： 變電站巡檢機(jī)器人 MC9S12XS128 循跡 增量PID 衰減法

【摘要】：隨著國家對電網(wǎng)的大力改造,國內(nèi)電站引入了更多的電力相關(guān)設(shè)備,使得電站的運(yùn)行環(huán)境更加復(fù)雜,這就大大增加了電站巡檢人員的工作量和工作難度,特別是在雷雨、大風(fēng)天氣的時(shí)候,電站巡檢人員的巡檢工作會變得非常危險(xiǎn),甚至?xí){到他們的生命安全。變電站巡檢機(jī)器人的出現(xiàn),就是用來代替人工工作,利用其機(jī)載設(shè)備對變電站的各個(gè)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,這大大的提高了及時(shí)解決問題的可能性,降低了電站工作人員的工作難度和危險(xiǎn)程度,是今后電站巡檢工作的一個(gè)發(fā)展趨勢。文章主要對巡檢機(jī)器人的移動平臺進(jìn)行分析和設(shè)計(jì),并且實(shí)現(xiàn)移動平臺在巡檢過程中的定點(diǎn)檢測。主要研究內(nèi)容包括:(1)移動平臺運(yùn)動控制算法研究。根據(jù)機(jī)器人移動平臺的運(yùn)動特性,對其進(jìn)行數(shù)學(xué)模型分析,推導(dǎo)出移動平臺在直行和轉(zhuǎn)彎時(shí)兩個(gè)驅(qū)動電機(jī)的關(guān)系,為機(jī)器人移動平臺的控制算法提供依據(jù)。(2)設(shè)計(jì)機(jī)器人移動平臺的硬件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括系統(tǒng)控制核心、循跡模塊、超聲波測距模塊、電源模塊、液晶顯示模塊、電池充電模塊。系統(tǒng)的控制核心采用MC9S12XS128作為主控芯片,并基于此芯片設(shè)計(jì)出單片機(jī)最小系統(tǒng);循跡模塊采用的是磁傳感器和磁導(dǎo)線相結(jié)合的方式,完成機(jī)器人移動平臺按預(yù)定軌跡運(yùn)行的要求;超聲波避障模塊用來解決機(jī)器人在運(yùn)行中遇見障礙物的問題;液晶顯示屏來顯示機(jī)器人當(dāng)前的運(yùn)行情況,使工作人員更好的掌握機(jī)器人的運(yùn)行狀況。(3)機(jī)器人移動平臺直線運(yùn)行算法研究。當(dāng)機(jī)器人移動平臺在直線運(yùn)行時(shí),由于電機(jī)的響應(yīng)不同,在直線部分會出現(xiàn)走折線的情況,因此需要合適的算法來協(xié)調(diào)兩個(gè)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn),使之走直線。本文對驅(qū)動電機(jī)采用增量PID的控制算法,首先通過SIMULINK建立仿真模型,采用衰減曲線法獲得PID中的3個(gè)參數(shù),然后進(jìn)行仿真,通過對比驅(qū)動電機(jī)加增量PID后的響應(yīng)曲線和沒有加增量PID的響應(yīng)曲線,得出增量PID能很好的提高電機(jī)的響應(yīng)速度。(4)進(jìn)行運(yùn)動算法的程序編寫�；贑語言編寫各部分相應(yīng)的算法程序,實(shí)現(xiàn)對巡檢機(jī)器人移動平臺的精準(zhǔn)控制,滿足運(yùn)行要求。
【關(guān)鍵詞】：變電站巡檢機(jī)器人 MC9S12XS128 循跡 增量PID 衰減法
【學(xué)位授予單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM63
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 課題研究的背景和意義8
• 1.2 國外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀9-10
• 1.4 巡檢機(jī)器人的發(fā)展趨勢10
• 1.5 本文主要的研究工作10-12
• 第2章 移動平臺的數(shù)學(xué)模型及運(yùn)動分析12-25
• 2.1 引言12
• 2.2 巡檢機(jī)器人移動平臺的設(shè)計(jì)12-16
• 2.2.1 方案的選擇12-14
• 2.2.2 硬件的選擇14-16
• 2.3 移動平臺數(shù)學(xué)模型分析16-19
• 2.3.1 巡檢機(jī)器人移動平臺運(yùn)動分析16-18
• 2.3.2 基于轉(zhuǎn)矩的運(yùn)動分析18-19
• 2.4 移動平臺的航位計(jì)算19-21
• 2.5 平臺的運(yùn)動控制方法21-24
• 2.5.1 移動平臺的直線運(yùn)動22
• 2.5.2 移動平臺的曲線行走22-24
• 2.6 本章小結(jié)24-25
• 第3章 機(jī)器人的運(yùn)動控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)25-51
• 3.1 引言25
• 3.2 控制芯片的選擇及MC9S12XS128介紹25-30
• 3.3 電源模塊30-33
• 3.3.1 電池選擇與電壓轉(zhuǎn)換模塊30-32
• 3.3.2 鉛酸蓄電池的充電器電路設(shè)計(jì)32-33
• 3.4 電機(jī)驅(qū)動模塊33-35
• 3.5 避障模塊設(shè)計(jì)35-41
• 3.5.1 HY-SRF05簡介36-37
• 3.5.2 超聲波誤差補(bǔ)償37-40
• 3.5.3 避障模塊電路設(shè)計(jì)40-41
• 3.6 顯示模塊設(shè)計(jì)41-43
• 3.7 測速模塊43-44
• 3.7.1 車速測量的必要性43-44
• 3.7.2 編碼器上齒輪的選擇44
• 3.8 導(dǎo)航方式的選擇44-47
• 3.8.1 導(dǎo)航方式簡介44-45
• 3.8.2 磁傳感器及其結(jié)構(gòu)布置45-47
• 3.9 定位方式的選擇47-50
• 3.9.1 定位方法介紹47-48
• 3.9.2 RFID系統(tǒng)的基本組成48-49
• 3.9.3 RFID系統(tǒng)分類49
• 3.9.4 標(biāo)簽的布置49-50
• 3.10 本章小結(jié)50-51
• 第4章 移動平臺驅(qū)動系統(tǒng)的分析及仿真51-63
• 4.1 引言51
• 4.2 系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模及仿真51-53
• 4.2.1 電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立51-52
• 4.2.2 直流電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立52-53
• 4.3 電機(jī)的反饋控制算法53-59
• 4.3.1 電機(jī)控制算法的引入53-54
• 4.3.2 PID算法簡介54-57
• 4.3.3 PID參數(shù)的整定57-59
• 4.4 差速驅(qū)動模型仿真59-62
• 4.4.1 未加PID控制雙電機(jī)仿真59-61
• 4.4.2 增加PID后雙電機(jī)仿真61-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第5章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)63-80
• 5.1 引言63
• 5.2 巡檢平臺相關(guān)算法63-68
• 5.2.1 循跡模塊算法分析63-67
• 5.2.2 超聲波避障模塊算法分析67-68
• 5.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)68-79
• 5.3.1 移動平臺總體控制系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)68-69
• 5.3.2 循跡模塊軟件結(jié)構(gòu)及調(diào)試結(jié)果69-72
• 5.3.3 避障模塊軟件結(jié)構(gòu)及調(diào)試結(jié)果72-77
• 5.3.4 速度PID模塊軟件結(jié)構(gòu)77-79
• 5.4 本章小結(jié)79-80
• 第6章 結(jié)論與展望80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 附錄85-90

【相似文獻(xiàn)】

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