| 题名 | 一种模块化通用控制器开发设计 |
| 作者 | 刘运学 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2011-05-27 |
| 授予单位 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
| 导师 | 吴镇炜 |
| 关键词 | 开放式机器人控制器 AVR单片机 CAN总线 运动控制 压力控制 uC/OS-II操作系统 |
| 其他题名 | The Design of a Modularized and Universal Controller |
| 学位专业 | 控制理论与控制工程 |
| 中文摘要 | 救灾机器人是机器人学中的一个富有挑战性的领域，在世界各地，由于自然灾害恐怖活动和各种突发事故等各种原因，灾难经常发生。特别是日本核泄漏灾难的发生，使得救灾机器人的研究以及由实验样机向实用系统的过渡迫在眉睫。 伴随着机器人的发展和控制系统的更新换代，机器人控制器发展方向是开放式机器人控制器，强调结构化、模块化。目前设计完全通用的开放式机器人控制器是不现实的，而设计具有一定通用性的控制器是比较好的尝试而且具有实际的意义。 本文以国家863计划子课题（课题号2007AA041502-4）"废墟表面搜救机器人"和先进制造基地支持项目（课题号07f1250101）“煤矿井下救援探测机器人系统”为依托，在分析国内外系统研制成果以及实际应用需求的基础上，设计开发了一套模块化的并且具有一定通用性的控制器。主要工作包括以下几部分内容： 一，控制系统设计，主要分析了几种控制方案及体系结构，选择以AVR单片机为控制器核心来设计外围电路，每个控制器作为CAN总线分布式控制的一个节点，分别通过硬件与软件设计，实现系统基本功能。 二，控制系统应用，包括四个方面的应用，（1）作为废墟表面搜救机器人的主控制器，实现运动控制、传感器信息采集、云台控制，四画面分割器控制等多种功能（可选择）；（2）作为废墟表面搜救机器人的从控制器可以实现不同方案的云台控制及传感器信息采集等任务（可选择）；（3）在煤矿井下探测救援机器人上面的运动控制应用；（4）煤矿井下探测救援机器人的压力控制系统应用。 三，实验测试，对应于系统的应用，实验测试分两个方面的内容，（1）废墟表面搜救机器人的系统测试，包括运动，云台，四画面的控制，传感器信息的采集等；（2）煤矿井下探测救援机器人系统的测试，包括运动测试和压力测试。 四，系统优化与扩展，包括PCB版的电磁兼容性考虑、嵌入式操作系统移植（uC/OS-II）、数据采集系统误差；最后对该控制器的进一步应用提出了展望。 基于实验室现有的两套机器人平台，设计和开发了模块化通用性的控制器，使得机器人系统采用模块化设计成为可能。该控制器实际应用在两套机器人系统中，通过实验证明该方案使机器人的控制快速准确，大大降低了机器人设计成本和系统功耗，减轻了机器人体积，增加了机器人的续航能力。 |
| 索取号 | TP332.3/L76/2011 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-07-27 |
| 分类号 | TP332.3 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.sia.ac.cn/handle/173321/9409]  |
| 专题 | 沈阳自动化研究所_机器人学研究室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘运学. 一种模块化通用控制器开发设计[D]. 中国科学院沈阳自动化研究所. 中国科学院沈阳自动化研究所. 2011. |
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