MATLAB排爆机器人移动平台控制系统的设计(2)

菜单

6.1 引言12

6.1 模块设计12

6.3 小结12

7 电源模块13

7.1 引言13

7.2 电源选用13

7.3 小结13

8 CCD 图像传感器模块14

8.1 引言14

第 II 页本科毕业设计说明书

8.2 模块设计14

8.3 小结14

9 移动平台的运动学及动力学分析15

9.1 引言15

9.2 理论基础15

9.3 转弯半径与速度的关系16

9.4 极限速度17

9.5 动力学分析基础18

9.6 两种加速启动方式的比较18

9.7 动力学微分方程的建立19

9.8 相关参数指标的确定20

9.9 小结21

10 移动平台系统建模22

10.1 建模基础22

10.2 数学建模26

10.3 小结29

11 系统校正及 MATLAB 仿真30

11.1 移动平台性能指标30

11.2 频域法校正31

11.3 MATLAB 仿真34

11.4 小结35 结论 36 致谢 37 参考文献38

1 绪论

1．1 课题背景

排爆机器人是排爆人员用于处理或销毁爆炸可疑物的专用器械。它可以避免不必要的人员伤亡，在国际形势动荡、恐怖zhuyi盛行的今天排爆机器人正发挥着越来越重要的作用。因此设计和研究具有智能控制系统的实用型的排爆机器人，无疑对提高反恐防爆能力有着较大的现实意义。论文网

排爆机器人的构造与大部分主流移动机器人的设计基本一致，由于排爆工作的危险性以及排爆场所地形的复杂性和多变性，排爆机器人移动平台的设计具有更高的要求，这一直是国内外学者研究的重点，有着非常重要的现实意义。如今，经过国内外几代人的努力，这项研究已然收获了颇丰的成果，随着科技的发展，更多的创新和改进将运用于这项技术当中去，为其进一步的成熟提供技术的支持。在进行适当的改造和装置的搭载后，排爆机器人还能作为地面军用机器人，用于巡逻与警戒、扫雷与排爆、侦查与作战、攻坚与爆破，以及后勤支援等。由此可见，这类军用机器人可以代替士兵出入险恶的环境，极大地改善作战的条件，提高作战的效率。因此，军用机器人技术研究受到了各国军方的高度重视。很多军用机器人的研究成果甚至直接应用在国家安全领域，在维护国家安定、保障人民生命安全方面发挥了很大的作用。然而无论军用机器人的外形如何变化，有一点是和最初的排爆机器人一样的：其核心技术之一，即移动平台技术。这项技术是必须被充分考虑的。

本课题着重研究的是安装在排爆机器人上的移动平台，使之不仅定能够在机器人行驶状态下实行自适应控制，而且能保持平台一定精度的水平稳定性并进行方位跟踪控制，实现机器人在班一级形成战斗力的目标，完成既定的排爆任务。课题的设计中力求实现排爆机器人的小型化、轻型化、廉价化以及简易化，以达到批量生产并投入使用的目标。来!自~751论-文|网www.751com.cn

移动机器人控制系统的设计，重点是分析移动机器人的总体控制方案，并按照模块化的思路，依次详细分析微控制器模块、电机驱动模块、机器人避障、电源模块、遥操作模块和 CCD 图像传感器模块等一系列内容。考虑到装置的搭载和功能的添加，变异性设计的引入，同时也受篇幅所限，所以主要的设计内容包括：移动平台整体结构方案的设计；电机与电源的选用；零部件的设计与选用；传动机构的设计；运动特性的分析等。其余非移动平台所必须模块在此部分省略，以求做到设计详略得当，有所侧重。