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PLC平面运动控制研究+智能小车总体设计+ 控制系统硬件设计

更新时间:2014-5-15:  来源:毕业论文
2.3  运动模型分析
2.3.1  运动控制量分析
根据前两节小车运动功能及行走路径的分析可以得出:小车要实现在平面上的移动,共有两个自由度需要控制。在行走平面上建立直角坐标系时,这两个自由度分别为X、Y方向的运动。在行走平面上建立极坐标系时,这两个自由度分别为:半径 、角度 。对应到小车的控制量中,它们分别是:位移、方向。对应的控制要求为:方向控制、速度控制、行程控制。本文来自辣.文,论-文·网原文请找腾讯32.49114
(1)速度控制
1)实际运行的速度是按一定的档位进行的。但是由于小车自身的阻力、环境的阻力等各方向的原因,原先设定好的速度档次,在实际的运行中是有误差的。当这个误差超过了某个范围时,要求对其进行适当的调整。
2)当小车的路况改变后,母机可能会通知子机速度的档位进行改变,此时要求小车能作出适当的反应。
3)当遇到障碍物时,要求小车立刻停止,直到障碍物移走后,小车再恢复行走。
(2)方向控制
1)原地转弯时,只要求小车进行方向角度上的调整,即进行角位移。
2)小车进行转弯时,要求小车线位移、角位移同时进行。
(3)行程控制
由于整个行走过程中,行走的轨迹有可能是很不规则的。在经过处理简化后,由很多相切的线段和圆弧组成。这些线段的方向和长度不同的,这些圆弧的半径、起始点、终点以及小车在圆弧上的转动方向等,都是不同的。要求小车能根据母机传送的这些路径的信息,实现自动的运动控制。
小车的运动模型如图2-6所示。
小车的左轮运动几何中心点为 点;右轮运动几何中心点为 点。
小车整体的运动几何中心为 点, 点为A、B的中心。 不是小车的几何中心,但在进行运动控制时,可控制的分别为左轮、右轮,可控制的点为 、 ,因此可以设 、 的中点 为控制的中心。
无论在(1)(2)(3)中的哪一种情况, 的速度就是车体的速度, 的行程就是车体的行程。
(1)直线运动
在直线的运动情况下, 
(2)原地转动
原地转动的情况下, , ;此处“-”表示方向相反的意思。
(3)一般的转弯运动
这种运动是小车在运动控制过程中较为复杂的情况。因为在转弯的过程中,其路径的半径是变化的。而对于每一个半径,对应的小车的两个轮子的速度都是不一样的,因此就需要寻求一种算法,能够解决这个问题。汽车保养与文修基本步骤实习报告

 
图2-6  智能小车运动模型
2.3.2  运动模型数学分析
为了代数计算上的方便,设顺时针转弯(即如图中所示的右转弯)时,半径为正;逆时针转弯(即如图中所示的左转弯)时,半径为负。
小车在运动时:
 , 点到轨迹的圆心 的距离分别为: , ;
运动中心点 到轨迹的圆心的距离为 , 等于路径的半径 ;
左右两轮之间的距离为小车的宽度 , 。
小车转弯时的运动分析:
假设小车从 位置以半径为 ,以 点为圆心,运动到 位置,轨迹如图2-6所示)。
小车实际的运动行程为 点的运动轨迹的弧长 。
右轮运动的轨迹的长   

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