四轮移动小车设计及研究

发布时间：2020-06-15 20:30

【摘要】：随着电子技术、自动化技术、人工智能的发展,可移动式设备的需求量激增,应用领域从最初的加工制造向救援、探索、建筑、服务、医疗领域发展,对其移动的灵活性要求也不断增加,为了在一些复杂的环境下工作,研究能够灵活转向的移动底盘和探测车辆具有重要意义。本文以全电动四轮移动小车为对象,对移动小车进行结构设计并对电机进行控制,实现转向电机转角控制和轮毂电机转速控制。首先,分析移动小车各种结构方案,对小车进行整体方案设计。在满足小车能够四轮独立转向、独立驱动功能的前提下,对关键零部件进行参数化设计,简化部件的结构,并在实验室完成实物小车组装和调试。其次,对四轮移动平台小车进行运动学分析,在四轮独立转向结构的基础上,分析小车前后轮同向转向、反向转向,原地转向等工况,计算各物理量之间的关系。然后,对有刷直流转向电机和无刷直流轮毂电机进行数学建模,求出轮毂电机转速控制的传递函数,运用萤火虫算法对轮毂电机PID控制器参数进行整定,求出其三个参数的最优解,带入SIMULINK模型中,仿真出电机在不同目标转速下转速响应图,并根据小车横向、斜向和直线行驶的运行状态,提出小车整车控制策略。最后,对控制系统的硬件部分作出阐述,并以此为基础,对开发环境CCS6.0、开发过程和程序设计思路作出叙述,对电机控制方案作出规划设计,搭建小车1/4直流转向电机实验平台和小车1/4轮毂电机实验平台,分别进行直流转向电机转角控制和轮毂电机调速控制实验,观测控制过程中的相关信号波形曲线,给出评价结论。
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH122
【图文】：

全方位移动车辆中，由四个直流转向电机控制四个车轮转向，机复负责驱动小车行驶，可以实现小车全方位移动，行驶方式外的研究现状式机器人底座结构机器人按其底座结构特征可分以下形式。腿式 仿人行机器人，可用于服务业，可以适应较为复杂的路面但是控制系统很复杂,如 ASIMO。载物型腿型机器人，如美军的 快速奔跑，也可在山路上越障行走，适应力强，配合军队作战计算机可据外部因素，调整姿态动作。

图 1-2-9 四 Mecanum 轮小车 Corp 公司研制一种底盘，如下图，可以实现小轮地磨损。图 1-2-10 概念底盘分析了 3 万向轮机构的全方位移动平台，并器的设计提供依据[4]。继续对由 3 个万向轮作为驱动轮的移动平台

【参考文献】

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本文编号：2714955