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本帖最后由 ByGrith4 于 2020-2-3 13:17 编辑
; _( v: _+ S% T" m0 w7 p: r" D8 [& _
: O# n7 S$ u+ o0 p {- ]8 \摘要:设计了一-种基于单片机的轮式机器人导航控制系统，介绍了系统的工作原理和结构。运行试验表明，导航控制, w2 E$ T/ ~4 M$ f0 y+ v
系统工作稳定可靠，满足轮式机器人的运行要求。$ l$ \9 b3 [! [5 x. ?( U' X
( F$ X; y0 h+ d
关键词:单片机: PWM;模糊控制:机器人
3 G. T3 @& X+ C8 b9 k9 l3 o
* Q- b" v3 G6 f( a
) e/ h6 ~ Q# q/ P) J0引言
4 C' }$ N0 H; N+ M- u8 Q, p轮式机器人作为一项比较实用的技术，在工业、5 \* h# U, O' {6 A. U, x; B6 y& I g
农业、医疗和人民生活等领域具有巨大的应用前景。, Y% _8 }* c; i g) @! ` Q) e& J- c
导航控制系统是轮式机器人不可缺少的重要部分，它
H; j# J; V2 U' V要解决三方面的问题:一是机器人在空间的位置、方
. M* Q+ X% @. O向、环境信息的精确检测;二是所获得信息的分析及
y. @. q$ z" N$ k# Y( `环境模型的建立;三是使机器人安全行走的路径规
. f/ ?+ H; m4 P9 y- }) N划。
+ O. C3 V* g& O3 M本文所设计轮式机器人导航控制系统采用四轮差.
5 {2 \5 b/ [ i, y( b# t速转向式的机械机构:前面两个轮是驱动轮，由两台* Q" B* v7 Z1 I+ \ S5 O+ g
自带减速器(65:1)的它励式直流电机驱动，后面
) ^3 y! c; R$ ]两个轮是随动轮。这样，通过控制两个驱动轮的转
5 J% Y1 M9 W# u T: M速，就可以使机器人按照要求的方向和速度移动。行! A6 O4 k3 S3 e/ E7 U* M. j
走轨迹的诱导信号由埋设在地下通有高频电流的电磁
# w3 F8 P! K3 O2 D. p- c诱导线产生，机器人身上对称安装两个电磁感应传感
& M# d5 N) m1 ~8 u2 z4 D器，其接受的电磁信号强度的差异可以反映其偏离路
* [! p# e( w K7 w径的程度，单片机控制系统根据这种偏差来调节行走' x6 n) y9 q) c( v4 k2 H* w
的路径。$ @( Z6 h0 b8 D
1导航控制 系统的硬件组成$ Z) ~& |" r6 m0 V s
轮式机器人导航控制系统的硬件组成如图1所2 P: | L; p0 B7 k8 a) l6 D, \
示。整个系统由三部分组成，即:由单片机AT89C52, |( v7 G$ u3 J9 C
构，成的单片机应用系统:由电磁感应传感器、放大调
% ~% a0 [2 _+ ^理电路和A/D转换电路构成的前向通道:由互锁保5 [2 H& V& g1 z' U- }
护和PWM直流调速电路构成的后向通道。工作时，
+ a, }* w8 A+ v. q, T由电磁感应传感器检测机器人的位置，经过放大调理0 E/ ?" F& V: X6 o
电路和A/D转换，将位置信号送入单片机;单片机0 a) c7 N% R+ e$ o& A
将位置信号进行数字滤波，与系统设定值进行比较,$ B; W: t v$ `8 ?5 N
按照模糊控制算法进行运算，通过输出PWM信号去
. M0 r3 B, h3 f+ I- [控制直流电动机按照--定的速度转动，带动机器人沿! x2 R$ B. _+ Y7 p+ g* ^+ |3 o
诱导线的甄荐趣。' ?+ z! ^- S$ F7 w
1.1 单片机应用系统
' P3 m2 I, d: b: `1 A& D+ \/ M在整个单片机控制系统中，CPU既是运算处理! e5 u9 m6 J& I* l9 J
中心，又是控制中心，是最关键的器件。本系统中选4 ~7 T% R7 [8 y1 \% i# ?1 I5 a
用与MCS-51系列完全兼容的AT89C52单片机，它
) J9 d( N) d8 N6 D" O是一种低功耗、高性能、CMOS八位微处理器。
; n" j4 ?" \* O) T) kAT89C52可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系
/ H* ]3 f+ b- ?统体积，提高系统可靠性，降低系统成本。
$ R) ~; K' U& k2 R/ r本系统的键盘显示接口电路采用专用的接口芯片& A9 j+ K0 Y3 W
8279。它是Intel公司生产的8位微处理器键盘/显示& j! H; Y' y, B p2 g# O& X, Y, W
通用接口芯片，其主要功能是:接收来自键盘的输入8 n8 G8 _0 c6 ?- d6 z) w* l
数据并作预处理以及对数据显示的管理和显示器的控
" \6 Q5 @& W8 D3 T3 ^4 ?5 O制。系统采用8279管理键盘和显示器，可减轻CPU' b' h" `! {" L1 K6 A
的负担，充分提高CPU的工作效率，可减少软件编6 A2 l2 X& l& [+ l
程工作量，而且显示稳定。& Y! g5 F, \1 R
1.2 前向通道电路
* r- u0 x0 C' c2 O& W j磁感应传感器是将测头线圈放置在通有交变电流.5 q; Y; Q2 R8 @, ]+ `$ B' b( W
的导线附近，线圈中将产生感应电动势。感应电动势.' x# j! K" n7 j1 T" @
与线圈至导线的距离成反比。但是由于感应电动势信
( ~( l+ t# \4 {: ^0 ~3 @9 L) Y号比较微弱，必须经过放大，增大其幅值。由于感应. x, y# }/ N8 u; ?
电动势信号比较微弱，必须经过放大，增大其幅值。& M' k, ^8 b0 F7 T% Q
, W/ Z4 x# J" w4 Z) J3 o" B
* _) z9 B: L- ]! ?% u附件下载：
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发表于 2020-2-3 13:17
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