智能割草機(jī)作為傳統(tǒng)割草機(jī)的替代品,可以避免復(fù)雜且枯燥的人工割草作業(yè)過(guò)程,正受到越來(lái)越多歐美家庭的青睞。為進(jìn)一步改善智能割草機(jī)的割草效果,提高對(duì)規(guī)劃運(yùn)動(dòng)方向的跟隨性能,本文將圍繞驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)速度控制、航向角精確檢測(cè)以及雙輪差速驅(qū)動(dòng)控制器設(shè)計(jì)等系統(tǒng)組成部分對(duì)智能割草機(jī)驅(qū)動(dòng)控制展開(kāi)研究。首先,針對(duì)智能割草機(jī)因運(yùn)動(dòng)地形復(fù)雜導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)負(fù)載擾動(dòng)大,以及因運(yùn)動(dòng)模式多變?cè)斐傻尿?qū)動(dòng)輪電機(jī)轉(zhuǎn)速變化頻繁等特點(diǎn),提出具有較高動(dòng)穩(wěn)態(tài)性能的基于無(wú)模型自適應(yīng)控制策略的無(wú)刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)速控制器,而且對(duì)其中的偽梯度參數(shù)估計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化以進(jìn)一步加快該轉(zhuǎn)速控制器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度;并對(duì)智能割草機(jī)行進(jìn)時(shí)的驅(qū)動(dòng)輪動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行分析,結(jié)合電機(jī)控制系統(tǒng),提出基于電機(jī)電流和轉(zhuǎn)速觀測(cè)的障礙物檢測(cè)方法,該方法不需要增設(shè)外部傳感器,低成本和高可靠性使其具有良好的實(shí)際應(yīng)用前景。其次,建立了智能割草機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,分析了驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)速對(duì)運(yùn)動(dòng)跟隨誤差的影響;并針對(duì)陀螺儀在航向角檢測(cè)時(shí)由于零點(diǎn)漂移而造成的累積誤差,提出結(jié)合電子羅盤的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行互補(bǔ)濾波零漂校正,再根據(jù)四元數(shù)角度解算理論及卡爾曼融合濾波理論解算出精確的角度量,為實(shí)現(xiàn)智能割草機(jī)雙輪差速控制... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 智能割草機(jī)驅(qū)動(dòng)控制研究綜述
        1.2.1 智能化割草功能概述
        1.2.2 智能割草機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 智能割草機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的研究重點(diǎn)
    1.3 本文研究?jī)?nèi)容概述
第2章 智能割草機(jī)驅(qū)動(dòng)輪電機(jī)控制
    2.1 無(wú)刷直流電機(jī)的矢量控制
        2.1.1 無(wú)刷直流電機(jī)的數(shù)學(xué)模型
        2.1.2 無(wú)刷直流電機(jī)矢量控制策略
    2.2 基于無(wú)模型自適應(yīng)控制的速度控制器設(shè)計(jì)
        2.2.1 無(wú)模型自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
        2.2.2 無(wú)模型自適應(yīng)控制器的收斂性和穩(wěn)定性證明
        2.2.3 無(wú)模型自適應(yīng)控制器的性能分析及改進(jìn)
        2.2.4 仿真結(jié)果及分析
    2.3 復(fù)雜地形下智能割草機(jī)障礙物檢測(cè)
        2.3.1 智能割草機(jī)障礙物檢測(cè)原理
        2.3.2 多段式地形自適應(yīng)的智能割草機(jī)障礙物檢測(cè)方案設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
第3章 智能割草機(jī)雙輪差速驅(qū)動(dòng)控制
    3.1 智能割草機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型
        3.1.1 智能割草機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)建模
        3.1.2 智能割草機(jī)運(yùn)動(dòng)方向跟隨誤差分析
    3.2 具有陀螺儀零偏校正的智能割草機(jī)航向角檢測(cè)
        3.2.1 慣性測(cè)量元件分析及數(shù)據(jù)融合
        3.2.2 四元數(shù)角度解算理論
        3.2.3 基于陀螺儀互補(bǔ)濾波零偏校正的航向角解算
    3.3 雙輪差速模糊PD控制
        3.3.1 模糊控制理論
        3.3.2 模糊PD控制器設(shè)計(jì)
        3.3.3 仿真結(jié)果及分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 智能割草機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)
    4.1 智能割草機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)
        4.1.1 MCU主控電路
        4.1.2 角度檢測(cè)電路
        4.1.3 驅(qū)動(dòng)輪無(wú)刷直流電機(jī)
        4.1.4 功率電路及驅(qū)動(dòng)電路
        4.1.5 電流采樣電路
    4.2 智能割草機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.3.1 基于MFAC的無(wú)刷直流電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)
        4.3.2 角度解算實(shí)驗(yàn)
        4.3.3 雙輪差速驅(qū)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)
    4.4 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 本文研究?jī)?nèi)容總結(jié)
    5.2 后續(xù)研究工作展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間科研成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[5]具有差分GPS定位功能的智能割草機(jī)控制系統(tǒng)研制[D]. 吳瀛東.東南大學(xué) 2018
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[7]四軸飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其姿態(tài)解算和控制算法研究[D]. 何瑜.電子科技大學(xué) 2015
[8]自主型草地修整機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究[D]. 劉寧發(fā).揚(yáng)州大學(xué) 2015
[9]全自動(dòng)割草機(jī)器人的智能控制技術(shù)研究[D]. 杜慧江.浙江理工大學(xué) 2015
[10]自平衡載人電動(dòng)獨(dú)輪車的控制系統(tǒng)研究[D]. 申曉峰.浙江大學(xué) 2015



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