為了避免勞動者直接接觸農(nóng)藥、減輕農(nóng)藥中毒風(fēng)險、節(jié)約農(nóng)業(yè)勞動力以及降低勞動強度，本文研究了一套果園打藥機自動行走控制系統(tǒng)，本文以實驗室自主研制的3GT-200型果園動力地盤為依托，從田間應(yīng)用的實際需要出發(fā)，利用微機控制技術(shù)、傳感器檢測技術(shù)和數(shù)據(jù)融合技術(shù)，對果園打藥機的電氣結(jié)構(gòu)、運動控制及避障等方面進行了一系列的分析和研究。本文基于16位超低功率消耗單片機MSP430F149，通過超聲波傳感器對障礙物的相對距離進行檢測，識別正確路徑，設(shè)計出魯棒控制器對轉(zhuǎn)向電機進行精確控制，實現(xiàn)了果園打藥機的自動行走和避障功能，并通過無線通訊完成了與PC機之間的遠程監(jiān)測電路設(shè)計。主要完成以下工作。首先，基于對果園打藥機自動控制系統(tǒng)功能的分析，設(shè)計了系統(tǒng)的硬件架構(gòu)。詳細介紹了果園打藥機自動行走系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計，其核心為MCU控制芯片MSP430F149單片機，在電源管理、超聲波傳感器測距定位、電機控制、數(shù)據(jù)融合等方面也進行了設(shè)計，為了實現(xiàn)和PC機之間無線通訊在人機交互和無線通訊方面也做出了硬件電路設(shè)計，這些都為果園打藥機的自動行走系統(tǒng)提供了支持。其次，完成了果園打藥機自動行走控制系統(tǒng)的硬件選型和兼容性匹配，... 

【文章來源】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意義
    1.3 國內(nèi)外果園打藥機使用、研究現(xiàn)狀
    1.4 自動行走控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
    1.5 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.5.1 研究內(nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
    1.6 小結(jié)
2 系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)
    2.1 果園打藥機結(jié)構(gòu)參數(shù)
    2.2 PC機和電源
    2.3 方向盤轉(zhuǎn)向電機和驅(qū)動器
    2.4 油門驅(qū)動電機和驅(qū)動器
    2.5 傳感器
        2.5.1 避障傳感器選擇
        2.5.2 傳感器布置
        2.5.3 溫度傳感器
    2.6 小結(jié)
3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
    3.1 系統(tǒng)簡介
    3.2 AltiumDesigner6.x設(shè)計軟件介紹
    3.3 主控制芯片選型
    3.4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
        3.4.1 微控制器最小系統(tǒng)
        3.4.2 物距顯示模塊設(shè)計
        3.4.3 超聲波發(fā)射模塊設(shè)計
        3.4.4 超聲波接收模塊設(shè)計
        3.4.5 人機交互模塊設(shè)計
        3.4.6 電源模塊設(shè)計
        3.4.7 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計
        3.4.8 無線通信模塊設(shè)計
    3.5 小結(jié)
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計
    4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計綜述
        4.1.1 軟件設(shè)計思路
        4.1.2 軟件設(shè)計要求
    4.2 超聲波測距軟件實現(xiàn)
    4.3 行進程序軟件實現(xiàn)
    4.4 轉(zhuǎn)向程序軟件實現(xiàn)
    4.5 防干擾的軟件實現(xiàn)
    4.6 編程語言的選擇
    4.7 控制算法研究
        4.7.1 轉(zhuǎn)向電機模型分析
        4.7.2 轉(zhuǎn)向電機魯棒控制器設(shè)計
        4.7.3 增量式PID控制算法
        4.7.4 “S型”避障算法
    4.8 小結(jié)
5 實驗與分析
    5.1 轉(zhuǎn)向電機轉(zhuǎn)速控制實驗
    5.2 實驗室內(nèi)超聲波測距實驗
    5.3 超聲波傳感器角度測量范圍測試
    5.4 多超聲波傳感器數(shù)據(jù)融合
    5.5 超聲波測距誤差分析
    5.6 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 工作展望
參考文獻
作者簡介
致謝


【參考文獻】：
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本文編號：3332726