【摘要】：由于核電站內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、環(huán)境惡劣等因素，采用移動(dòng)機(jī)器人代替人進(jìn)行一些日常的巡檢，設(shè)備維修，處理應(yīng)急事務(wù)等，可大大降低核電站工作人員受輻射的程度和提高核電站的運(yùn)行效率，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。因此，研制機(jī)動(dòng)靈活并能夠遠(yuǎn)程控制的移動(dòng)機(jī)器人已成為一種趨勢(shì)。 本文設(shè)計(jì)并制作了能夠通過(guò)Internet遠(yuǎn)程控制的四輪驅(qū)動(dòng)巡檢小車。 核電站內(nèi)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)要求巡檢小車的運(yùn)動(dòng)要有足夠的靈活性，因此小車采用四輪驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。論文完成了小車的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及其控制電路設(shè)計(jì)。小車的硬件電路采用模塊化設(shè)計(jì)，包括主控制器模塊，電源模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，測(cè)速模塊，通信模塊，溫度檢測(cè)模塊，輔助調(diào)試模塊。 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)小車運(yùn)動(dòng)軌跡的精確控制，建立了小車四輪轉(zhuǎn)速各異的滑動(dòng)轉(zhuǎn)向模型，將對(duì)小車車體速度和軌跡的控制轉(zhuǎn)換到對(duì)四個(gè)車輪轉(zhuǎn)速的控制上來(lái)。論文進(jìn)行了小車軌跡控制的實(shí)際實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明小車能夠按照期望的軌跡轉(zhuǎn)彎或直線運(yùn)行，在做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)誤差在3%－5%之間。 準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型是前提，有效的控制算法是關(guān)鍵。巡檢小車的轉(zhuǎn)速控制采用PID控制算法。PID控制器的性能主要由PID三個(gè)參數(shù)決定，傳統(tǒng)的PID參數(shù)整定都是采用經(jīng)驗(yàn)加試湊的方法，效率比較低，本文采用蟻群算法對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，可以快速找到系統(tǒng)的最優(yōu)PID控制參數(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)性能和提高項(xiàng)目開(kāi)發(fā)效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用優(yōu)化的PID參數(shù)能夠使各個(gè)車輪的速度快速準(zhǔn)確地跟隨設(shè)定值，過(guò)渡時(shí)間為0.3s，無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差，無(wú)超調(diào)。 為實(shí)現(xiàn)小車的遠(yuǎn)程控制，在小車上裝備了配有攝像頭的WIFI模塊，并自主設(shè)計(jì)了上位機(jī)遠(yuǎn)程控制客戶端軟件。通過(guò)客戶端軟件可以向小車發(fā)送控制指令，以Internet為信息通道來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)小車的遠(yuǎn)程控制。巡檢小車在任務(wù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)采集視頻，溫度，小車速度等信息，通過(guò)Internet傳遞到上位機(jī)，，并在客戶端實(shí)時(shí)顯示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在上位機(jī)可以流暢的顯示任務(wù)現(xiàn)場(chǎng)的視頻及各種其他信息，操作界面簡(jiǎn)潔且人性化，小車也能準(zhǔn)確接收到上位機(jī)的控制命令，并按照命令進(jìn)行相關(guān)運(yùn)動(dòng)。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP242;TM623

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2675591