爬楼轮椅座椅机构模糊PID控制策略研究

发布时间：2021-07-09 23:21

　　为了实现爬楼轮椅座椅机构的功能要求,在上位机做算法设计了一套模糊PID座椅机构位姿调节控制系统,可以实时地监控座椅完成预设定的动作。根据爬楼轮椅的功能需求,制定出了座椅机构的动作要求;确定了传感器的安装位置;搭建了控制系统的硬件结构并且设计了人机交互界面;基于VC++6.0进行了软件开发并建立了模糊PID控制系统模型,制定控制规则,并对该控制系统进行了试验。实验结果表明:该控制器算法简单、稳定精度高,解决了系统响应快速平稳性和高稳定精度之间的矛盾。 

【文章来源】：机械工程师. 2020,(08)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

图1 座椅机构传动示意图

该项目中爬楼轮椅座椅机构为并联四杆机构，驱动方式为冗余驱动，其具有3个自由度，其机构简图如图2所示。杆d1和杆d2是两个直线推杆；杆l1、l2为交叉杆。G1和G2之间由丝杠螺母滑块机构连接，G5为减速箱置于中心位置。为了精确控制座椅机构的位姿调节，需要在座椅机构中加入一个距离传感器和一个角度传感器。距离传感器安装在滑块上，测量滑块到减速箱之间的距离为d；角度传感器安装在座椅架上，测量座椅架与水平面的角度为θ。由座椅机构简图可知，在不同的位姿下，当距离传感器测得的d和角度传感器测得的θ确定时，两直线推杆杆长d1、d2有唯一确定的解。2 座椅控制系统硬件

其中在上位机模块，基于VC++6.0构建了上位机控制界面，传感器采集的数据通过单片机上传到上位机，一方面可以在界面上显示出来，供操作者了解座椅的实时动态，另一方面通过模糊PID算法将上传的数据处理后及时发出下一个动作指令；通信模块采用了RS232异步串口通信，路线传输方式为全双工方式；单片机采用了STC12LE5A60S2；角度和距离传感器分别采用了MMA8452数字传感器和VL53L0X激光传感器；电动机模块分别采用了1个步进电动机和2个直线推杆电动机。3 座椅位姿调节控制器设计


本文编号：3274691