基于AVR单片机的寻迹小车设计

论文以Atmega16L芯片为控制核心,设计并实现了能够自主识别路径的智能小车。介绍了智能小车的总体设计,各组成部分的功能原理及软硬件设计。该智能车可通过电磁传感器和光电传感器两种方式检测路径,采用PID算法对电机和舵机进行控制。实验证明该系统的路经检测性能、控制准确性较强。     

校园送餐机器人控制系统的设计

设计了一种以STC89C52单片机为控制核心的全自动校园送餐机器人.机器人系统由通过吸盘式直流牵引电磁铁连接的自主行走单元和外卖箱单元组成.自主行走单元系统采用PWM调控机器人的速度,安装在机器人底盘上的新型集成红外传感器DRS3100对道路及路线上的障碍物进行检测,并将检测到的信号传输给STC89C52,来控制机器人...     

基于PC9S12XS128MCU的新型视觉智能车控制系统设计

以飞思卡尔半导体有限公司生产的PC9S12XS128MCU为核心控制单元,设计了一款可以自主循线行驶的智能车。控制系统部分主要包括电机驱动模块、舵机驱动模块、路径识别模块、电源模块等,通过对各种软、硬件控制方案的综合比较,采取最优方案控制车模在道路上的行驶速度和方向。实验结果表明,该智能车完全可以按照人为设计的路径准确自主行驶。     

智能物流的轮式循迹机器人系统设计

为了提高基层物流运输工作的效率与准确性,设计了基于STM32芯片的智能物流用轮式循迹机器人系统。以STM32f103rct6为主控芯片(MPU),配合红外检测传感器和伺服电机,将增量式PID算法移植到STM32单片机中,实现对差速驱动自动搬运机器人AGV系统的稳定循迹控制。实验结果表明,设计的控制算法稳定,系统通讯顺畅,智能物流轮式循迹机器人系统能够自行检测货物位置、精准固定物品和自主识别引导线,并随时利用传感器的反馈信息调整路径。     

主动嗅觉轮式移动机器人的系统设计及定位方法研究

在分析研究嗅觉定位理论原理的基础上,结合移动机器人技术,设计出一种能够自主完成气源定位的轮式机器人系统。该机器人系统是以Freescale半导体公司生产的16位MCU(MC9S12XDT512)为核心控制器,采用气体传感器阵列作为路径识别单元,结合轮式移动平台,配合Z字型控制搜索算法对轮式机器人进行控制完成了气体定位。在实验室现场测试中,以15 m作为起始距离,经过10次实验,误差小于5%,实现了气源定位的功能。在机器人行走机构设计上、实验方案的制定上进一步优化,则可有效地减小误差。     

激光智能车控制系统研究

以一种模型汽车为硬件平台,基于MC9S12XS128单片机为核心控制单元,激光传感器为检测手段,设计制作一种自动寻迹智能车控制系统。系统采用双排激光传感器探测路径,快速准确的提取赛道信息,并结合PID闭环算法,控制舵机的转向和电机的速度,使小车能够沿着固定的跑道稳定行驶。重点介绍了系统的硬件电路设计,及传感器的布局和控制策略。通过多次测试和试验,相比于传统的单舵机控制方案,灵敏的双舵机控制系统能很好地满足智能车对路径识别性能和抗干扰能力的要求,速度调节响应时间快,稳态误差小,具有较好的动态性能和良好的鲁棒性。     

基于FPGA的多通道高速数据采集系统

为了实时监测多轴运动控制单元,检测其性能及可靠性,设计了一种集FPGA与PCI总线于一体的多通道高速数据采集系统.该系统并行采集16通道控制信号,应用FPGA对采集的信号进行分析并提取检测信息和反馈信息;检测信息通过PCI总线传输给计算机,闭环控制反馈信息通过RS - 422串行通讯发送控制单元.信号采集实验表明:该系统能够并行采集工作频率＜ 100 kHz、控制电压＜32 V的多通道控制信号,采样精度为12bit、采样速率为6.4 MSPS,满足检测需要.     

履带式挖掘机器人CCD道路识别

为实现液压挖掘机器人的无人操纵、自主作业,对小松液压挖掘机进行机器人化改造,在对挖掘机行走机构、回转机构、工作装置实现全液压电液比例控制技术的基础上,通过电荷耦合器件(Charge Coupled Devices,CCD)摄像头采集室外规定路径图像,图像经平滑、去噪、二值化、边缘提取等处理后,对路径进行识别,将路径识别特征量作为履带式液压挖掘机左右行走液压马达的驱动控制信号,实现挖掘机对路径轨迹的自主跟踪.在二值图像基础上,采用直接边缘检测和跟踪边缘检测相结合的识别方法,保证路径识别可靠性.改造后的挖掘机器人集机械、液压、自动控制、机器视觉等技术于一体,采用摄像头获取路径图像,构成视觉伺服控制系统,控制挖掘机的行走机构,经实验验证是可行的.     

基于工业机器人与机器视觉的红外传感器装配系统设计北大核心

针对红外传感器装配过程存在工件位置不准确等问题,设计了基于视觉定位技术的红外传感器自动装配系统。机械结构由工业机器人、供料单元、输送单元、视觉检测单元、快换工具单元和机器人第七轴等组成;利用视觉系统识别传感器端盖的位置和角度,并将结果换算到机器人世界坐标系,使机器人能够准确抓取到工件;搭建了基于以太网通信的PLC控制系统,完成红外传感器各零件的出料、输送、抓取及自动装配控制。实验表明,所设计的系统自动化程度高,运行可靠,具有较高的推广应用价值。     

基于工业控制计算机的移动机器人控制系统设计

为复杂运动控制算法建立实验平台,以工业控制计算机为核心,设计了一种基于工业控制计算机的移动机器人控制系统,介绍了该控制系统的机械结构、硬件组成和软件系统的构成,对控制系统硬件部分进行了详细分析和设计,详细介绍了控制系统的动力系统、感知系统和中央控制系统的构成及布局。针对所构建的机器人系统,能够实现基于人工势场的机器人路径轨迹规划等算法验证,能够用于多传感器信息融合算法测试、路径轨迹规划策略测试、图像检测识别相关算法测试等。     

工程车辆智能自动变速控制系统仿真研究

智能换挡是车辆自动变速技术的发展方向.为此以最佳动力性作为控制目标,研究了工程车辆的动力换挡变速器如何实现智能化控制的问题.以装备有4D180型液力机械式变速器的 ZL50装载机为对象,建立了工程车辆动力传动系统仿真模型,在此基础上,应用混沌神经网络(CNN)设计了工程车辆自动换挡智能控制系统,并利用 Matlab 软件进行了仿真,仿真结果表明:所提出的智能换挡控制系统的结构和算法是可行的,可以实现工程车辆的自动换挡.     

电动汽车智能充电桩的设计与研究

针对当前电动汽车续航能力严重不足以及不能及时充电的问题,将电力电子变流技术、智能监控技术、REIP无线射频技术以及CAN总线技术应用到电动汽车智能充电桩的设计与研究中。开展了无人值守的智能电动车充电桩的现实依据和理论可行性分析,提出了一种兼备CAN总线网络通讯功能和无人值守功能的电动汽车智能充电桩的软件设计方法和硬件结构组成方案,把每个电动汽车智能充电桩视为一个智能节点,建立了上位机组态监控和下位机数据采集相互结合的系统整体框架。在组态软件MCGS上对电动汽车智能充电桩的人机交互界面进行了模拟演示试验,并对电池充电过程中的各项参数指标进行了采集与分析。研究结果表明:电动汽车智能充电桩能够快速地为电动汽车充电,并且具备完善的远程通信和监控功能,保证了电动汽车的续航能力。     

基于PID神经网络的智能车舵机控制系统研究

针对传统PID控制算法在电磁导航智能车舵机偏差处理中存在比例、积分、微分参数一经确定,不能在线调整,不具有自适应能力的缺点,提出了将PID神经元网络（ PIDNN）控制器及其算法应用到智能车的舵机控制系统中来对传统PID控制进行改进。 PIDNN控制系统不依赖智能车舵机的数学模型,能够根据控制效果在线训练和学习,调整网络连接权重值,最终使系统的目标函数达到最小来实现智能车的舵机控制。仿真测试表明,PIDNN控制系统的响应快,无超调,无静差,与传统PID控制算法相比,大大提高了智能车舵机控制系统的性能。     

坦克车载蓄电池智能监控与维护系统设计

针对车载电池存在的自放电现象,影响车辆整体工作性能问题,研制一种车载蓄电池智能监控与维护系统,实现对车载蓄电池进行自动检测、远程监控和智能维护,从而提高装备的完好性能。     

智能汽车路径跟踪混合控制策略研究

针对传统单一控制算法无法有效协调智能汽车不同转向工况下横向控制性能要求的问题,根据智能汽车在高速和低速转向工况下呈现出的系统特性差异,设计了一种基于PID控制和模型预测控制的智能汽车路径跟踪混合控制策略。该控制策略在低速模式下采用PID控制,在高速模式下则采用模型预测控制,通过车辆速度确定路径跟踪控制模式,进而设计带稳定监督的控制模式切换机制,实现了横向控制系统的平滑切换。基于Carsim和MATLAB/Simulink仿真平台对所设计的智能汽车路径跟踪混合控制策略进行了仿真验证,在此基础上,进一步完成了实车试验。仿真和实车试验结果表明,所设计的混合控制策略能够保证智能汽车不同速度下的路径跟踪性能,具有较好的跟踪精度、实时性和车辆行驶稳定性。     

视觉导航智能车辆的路径跟踪预瞄控制

视觉导航智能车辆通过机器视觉获取导航路径信息并进行自动跟踪。常规的反馈控制仅利用当前的路径信息,在复杂条件或突发状况下难以有效工作。通过对在线获取的具体路径信息进行预瞄,可以对未来的路径信息加以利用,从而提高智能车辆行驶的安全性和有效性。为此,在获取的路径信息中确定当前路径和未来路径分别用于反馈和预瞄,并设计预瞄加反馈的控制器。该控制器能够自动根据预瞄路径的弯曲程度调整智能车辆的预瞄距离和行驶速度,从而提高跟踪精度和行驶稳定性。仿真和试验结果表明,该控制器与一般反馈式控制器相比跟踪误差较小,行驶更稳定。     

基于CCD传感器的智能车辆控制系统设计

针对智能车辆控制系统的高速度、高精度的特点,结合CCD传感器获取的路径信息,设计了一种智能控制方案。采用变速积分PID算法快速跟踪并控制智能车辆的速度,实现柔性加减速;采用参数自整定模糊控制算法精确的控制舵机的转向,实现柔性转弯。实验结果表明:该控制系统集高鲁棒性、灵活性和可扩展性于一体,提升了自主运行的快速性和稳定性,并有效地解决了图像采集技术的误差和干扰。     

某食品加工企业腌泡池智能清洗车设计的方案探讨

针对某食品加工企业上百个大型腌泡池的经常性清洗任务需求,基于现代机电控制技术,提出智能清洗车的解决方案,重点探讨这种清洗车的型式及结构、液压系统与电气控制部分的设计.     

分布式驱动智能汽车对开坡道起步双重转向控制

匹配多套分布式驱动系统可以提升智能汽车的动力学控制能力,但该车在对开坡道起步时仍会存在动力性与方向稳定性难以兼顾问题。提出并验证一种结合主动转向与差动转向的分布式驱动智能汽车双重转向控制方法。根据各驱动轮独立可控的特点,分析对开坡道起步时施加双重转向控制的必要性;根据左右轮驱动力不等导致车辆产生差动转向而偏离直行路线的现象,基于模型预测控制设计出前轮主动转向控制器;结合设计的主动转向控制器与已有的分布式驱动汽车转矩自适应驱动防滑控制器,完成双重转向控制器设计;通过仿真分析和实车道路试验,验证了所设计控制器的控制效果。研究表明：施加双重转向控制,可以使分布式驱动智能汽车尽可能充分利用其自身驱动力和路面可提供的最大附着力;同时,能够根据实时的车身姿态参量和所在位置信息计算出相应的附加转向盘转角,通过主动转向使横向偏移量大幅降低。所提出的基于差动转向与主动转向相结合的双重转向控制,可以全面改善车辆的通过性和方向稳定性。