六轮机器人自主导航与控制技术研究
| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第11-19页 |
| 1.1 研究六轮机器人的目的和意义 | 第11-12页 |
| 1.2 轮式机器人的发展现状 | 第12-14页 |
| 1.3 导航技术的发展和分类 | 第14-16页 |
| 1.3.1 导航技术的近代发展 | 第14-15页 |
| 1.3.2 现代导航技术 | 第15-16页 |
| 1.3.3 导航方式的分类 | 第16页 |
| 1.4 关键技术 | 第16-18页 |
| 1.4.1 六轮机器人关键技术 | 第16-17页 |
| 1.4.2 自主导航关键技术 | 第17-18页 |
| 1.5 本文的主要研究内容 | 第18-19页 |
| 第2章 六轮机器人的系统结构设计 | 第19-30页 |
| 2.1 六轮机器人系统总体实现方案 | 第19-22页 |
| 2.1.1 精确定位 | 第20-21页 |
| 2.1.2 避障 | 第21页 |
| 2.1.3 移动 | 第21-22页 |
| 2.1.4 自检 | 第22页 |
| 2.2 六轮机器人的控制系统 | 第22页 |
| 2.3 系统各部分实现方案 | 第22-29页 |
| 2.3.1 主处理器的确定 | 第22-23页 |
| 2.3.2 信息采集模块 | 第23-26页 |
| 2.3.3 通信部分 | 第26-27页 |
| 2.3.4 驱动部分 | 第27-28页 |
| 2.3.5 其他功能部分和任务设备 | 第28-29页 |
| 2.4 本章小结 | 第29-30页 |
| 第3章 六轮机器人硬件系统设计 | 第30-38页 |
| 3.1 控制器最小系统的设计 | 第30-32页 |
| 3.1.1 DSP最小系统 | 第30-32页 |
| 3.1.2 MC9S12DG128单片机最小系统 | 第32页 |
| 3.2 电机驱动设计 | 第32-35页 |
| 3.2.1 驱动电路设计 | 第32-34页 |
| 3.2.2 脉宽调制 | 第34-35页 |
| 3.3 系统电源设计 | 第35-37页 |
| 3.3.1 控制电源 | 第35-36页 |
| 3.3.2 动力电源 | 第36-37页 |
| 3.4 本章小结 | 第37-38页 |
| 第4章 六轮机器人导航系统设计 | 第38-58页 |
| 4.1 惯性导航的基础理论 | 第38-41页 |
| 4.1.1 常用坐标系 | 第38页 |
| 4.1.2 坐标系之间的变换 | 第38-39页 |
| 4.1.3 捷联式惯性导航原理 | 第39页 |
| 4.1.4 姿态矩阵 | 第39-40页 |
| 4.1.5 惯性测量装置误差模型 | 第40-41页 |
| 4.2 六轮机器人导航系统总体实现 | 第41-42页 |
| 4.3 特性方差分析和传感器标定实验 | 第42-46页 |
| 4.3.1 Allan方差分析原理和分析实验结果 | 第43-45页 |
| 4.3.2 陀螺仪误差标定 | 第45页 |
| 4.3.3 加速度计的误差标定 | 第45-46页 |
| 4.4 六轮机器人自主导航系统 | 第46-49页 |
| 4.4.1 初始位置和初始方位的确定 | 第46-48页 |
| 4.4.2 捷联惯性导航系统算法 | 第48-49页 |
| 4.5 基于卡尔曼滤波的传感器数据融合 | 第49-57页 |
| 4.5.1 卡尔曼滤波的原理 | 第49-52页 |
| 4.5.2 卡尔曼滤波算法设计 | 第52-53页 |
| 4.5.3 卡尔曼滤波算法流程 | 第53-54页 |
| 4.5.4 导航系统仿真结果 | 第54-57页 |
| 4.6 本章小结 | 第57-58页 |
| 第5章 六轮机器人控制算法设计与实验 | 第58-79页 |
| 5.1 控制系统建模 | 第58-62页 |
| 5.1.1 控制系统的数学模型 | 第60页 |
| 5.1.2 电机模型 | 第60-61页 |
| 5.1.3 PWM功率放大器 | 第61页 |
| 5.1.4 光电编码器模型 | 第61-62页 |
| 5.2 系统的校正设计 | 第62-64页 |
| 5.2.1 未校正的系统特性 | 第62-63页 |
| 5.2.2 比例超前校正 | 第63-64页 |
| 5.3 模糊PID控制 | 第64-70页 |
| 5.3.1 PID控制器 | 第64-66页 |
| 5.3.2 模糊PID控制 | 第66页 |
| 5.3.3 模糊控制器设计 | 第66-70页 |
| 5.4 控制算法仿真 | 第70-71页 |
| 5.5 六轮机器人控制系统软件设计 | 第71-72页 |
| 5.6 六轮机器人行驶实验验证 | 第72-78页 |
| 5.7 本章小结 | 第78-79页 |
| 结论 | 第79-80页 |
| 参考文献 | 第80-84页 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 | 第84-85页 |
| 致谢 | 第85页 |
