| 作者： | 周栋 |
| 专业： | 电子与通信工程 |
| 导师： | 刘大铭;朱鸿波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 宁夏大学 |
| 关键词： | 沙漠环境;信息感知机器人;运动控制系统;四轮独立驱动;ModbusRTU协议;伺服电机;差速转弯 |
| 摘要： | 沙漠化是当今世界严重的环境问题，为了实现自然生态的保护，预防沙尘暴，防止沙漠化，需要更好的研究沙漠，因此需要获取沙漠中沙粒振动频率、风速、风向、风蚀等实时数据，使用数据融合和时间序列的分析方法，建立沙尘暴动力学重构模型，探索沙尘暴起因机制和预测方法。由于轮式机器人技术的快速发展，并且非常成熟，采用轮式机器人在沙漠中采集沙漠中的各种信息已经是一种可能。由于沙漠环境特别复杂，必须设计一个快速、有效、可靠的沙漠信息感知机器人运动控制系统。利用嵌入式Linux系统、ModbusRTU协议，研究实现沙漠信息感知机器运动控制系统，研究的内容主要包括如下方面: 分析沙漠信息感知机器人运动模型。沙漠机器人采用四轮独立驱动，基本运动包括直行、左前转弯、左后转弯、右前转弯、右后转弯。在理想的环境下，对沙漠机器人直行和转弯模型分析，推导得出车速与机器人电机转速的关系，为实际控制系统编程提供理论依据。最后，分析沙漠机器人轮胎打滑的原因和机器人运行的控制算法。 利用matlab软件的simulink工具建立沙漠信息感知机器人运动控制系统模型，并且仿真。首先，根据直流伺服电机的动态数学模型，建立simulink模型，在此基础上建立直流伺服电机伺服系统simulink模型，仿真得出调速系统转速响应曲线，最后根据沙漠机器人运行的控制算法建立运行控制系统，仿真当机器人负载加重或上坡时，系统调节转速，增加电机输出转矩，以保证系统稳定。 设计沙漠机信息器人运动控制系统的硬件接口电路。根据控制系统的设计的方案，分别设计控制系统电源电路，时钟和复位电路，网口电路，串口电路，SD卡接口电路，直流伺服电机驱动电路。 设计沙漠信息感知机器人运动控制系统的软件。软件设计主要包括机器人直行控制程序，机器人差速转弯控制程序，机器人运行故障检测程序，机器人运行控制程序。 |