為了避免勞動(dòng)者直接接觸農(nóng)藥、減輕農(nóng)藥中毒風(fēng)險(xiǎn)、節(jié)約農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力以及降低勞動(dòng)強(qiáng)度，本文研究了一套果園打藥機(jī)自動(dòng)行走控制系統(tǒng)，本文以實(shí)驗(yàn)室自主研制的3GT-200型果園動(dòng)力地盤(pán)為依托，從田間應(yīng)用的實(shí)際需要出發(fā)，利用微機(jī)控制技術(shù)、傳感器檢測(cè)技術(shù)和數(shù)據(jù)融合技術(shù)，對(duì)果園打藥機(jī)的電氣結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)控制及避障等方面進(jìn)行了一系列的分析和研究。本文基于16位超低功率消耗單片機(jī)MSP430F149，通過(guò)超聲波傳感器對(duì)障礙物的相對(duì)距離進(jìn)行檢測(cè)，識(shí)別正確路徑，設(shè)計(jì)出魯棒控制器對(duì)轉(zhuǎn)向電機(jī)進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)了果園打藥機(jī)的自動(dòng)行走和避障功能，并通過(guò)無(wú)線通訊完成了與PC機(jī)之間的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)電路設(shè)計(jì)。主要完成以下工作。首先，基于對(duì)果園打藥機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)功能的分析，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的硬件架構(gòu)。詳細(xì)介紹了果園打藥機(jī)自動(dòng)行走系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)，其核心為MCU控制芯片MSP430F149單片機(jī)，在電源管理、超聲波傳感器測(cè)距定位、電機(jī)控制、數(shù)據(jù)融合等方面也進(jìn)行了設(shè)計(jì)，為了實(shí)現(xiàn)和PC機(jī)之間無(wú)線通訊在人機(jī)交互和無(wú)線通訊方面也做出了硬件電路設(shè)計(jì)，這些都為果園打藥機(jī)的自動(dòng)行走系統(tǒng)提供了支持。其次，完成了果園打藥機(jī)自動(dòng)行走控制系統(tǒng)的硬件選型和兼容性匹配，... 

【文章來(lái)源】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：57 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的和意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外果園打藥機(jī)使用、研究現(xiàn)狀
    1.4 自動(dòng)行走控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
    1.5 主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線
        1.5.1 研究?jī)?nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線
    1.6 小結(jié)
2 系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)
    2.1 果園打藥機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)
    2.2 PC機(jī)和電源
    2.3 方向盤(pán)轉(zhuǎn)向電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器
    2.4 油門(mén)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器
    2.5 傳感器
        2.5.1 避障傳感器選擇
        2.5.2 傳感器布置
        2.5.3 溫度傳感器
    2.6 小結(jié)
3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
    3.1 系統(tǒng)簡(jiǎn)介
    3.2 AltiumDesigner6.x設(shè)計(jì)軟件介紹
    3.3 主控制芯片選型
    3.4 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
        3.4.1 微控制器最小系統(tǒng)
        3.4.2 物距顯示模塊設(shè)計(jì)
        3.4.3 超聲波發(fā)射模塊設(shè)計(jì)
        3.4.4 超聲波接收模塊設(shè)計(jì)
        3.4.5 人機(jī)交互模塊設(shè)計(jì)
        3.4.6 電源模塊設(shè)計(jì)
        3.4.7 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊設(shè)計(jì)
        3.4.8 無(wú)線通信模塊設(shè)計(jì)
    3.5 小結(jié)
4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)綜述
        4.1.1 軟件設(shè)計(jì)思路
        4.1.2 軟件設(shè)計(jì)要求
    4.2 超聲波測(cè)距軟件實(shí)現(xiàn)
    4.3 行進(jìn)程序軟件實(shí)現(xiàn)
    4.4 轉(zhuǎn)向程序軟件實(shí)現(xiàn)
    4.5 防干擾的軟件實(shí)現(xiàn)
    4.6 編程語(yǔ)言的選擇
    4.7 控制算法研究
        4.7.1 轉(zhuǎn)向電機(jī)模型分析
        4.7.2 轉(zhuǎn)向電機(jī)魯棒控制器設(shè)計(jì)
        4.7.3 增量式PID控制算法
        4.7.4 “S型”避障算法
    4.8 小結(jié)
5 實(shí)驗(yàn)與分析
    5.1 轉(zhuǎn)向電機(jī)轉(zhuǎn)速控制實(shí)驗(yàn)
    5.2 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)超聲波測(cè)距實(shí)驗(yàn)
    5.3 超聲波傳感器角度測(cè)量范圍測(cè)試
    5.4 多超聲波傳感器數(shù)據(jù)融合
    5.5 超聲波測(cè)距誤差分析
    5.6 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]當(dāng)今世界蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)及我國(guó)蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)優(yōu)質(zhì)高效發(fā)展意見(jiàn)[J]. 陳學(xué)森,韓明玉,蘇桂林,劉鳳之,過(guò)國(guó)南,姜遠(yuǎn)茂,毛志泉,彭福田,束懷瑞.  果樹(shù)學(xué)報(bào). 2010(04)
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[5]我國(guó)蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 翟衡,史大川,束懷瑞.  果樹(shù)學(xué)報(bào). 2007(03)
[6]基于AT89C2051的超聲波測(cè)距系統(tǒng)[J]. 朱愛(ài)紅,朱寧文.  信息技術(shù)與信息化. 2006(05)
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[10]基于統(tǒng)計(jì)理論的多傳感器信息融合方法[J]. 胡學(xué)駿,羅中良.  傳感器技術(shù). 2002(08)

碩士論文
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[2]果園土壤水分監(jiān)視與灌溉自動(dòng)控制研究[D]. 胡海彬.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[3]基于激光導(dǎo)航的果園拖拉機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)研究[D]. 劉沛.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[4]輪式拖拉機(jī)機(jī)械誘導(dǎo)導(dǎo)航技術(shù)研究[D]. 張明穎.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[5]果園環(huán)境無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[D]. 陳其林.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
[6]果園管理機(jī)器人平臺(tái)的自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)研究[D]. 朱磊磊.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2010
[7]慣性組件測(cè)試及其在空中對(duì)抗仿真中的應(yīng)用[D]. 張宏旭.北京郵電大學(xué) 2008
[8]嵌入式遙操作移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 劉建邦.中南大學(xué) 2008
[9]自主移動(dòng)機(jī)器人的定位與運(yùn)動(dòng)控制[D]. 金文俊.浙江工業(yè)大學(xué) 2008
[10]AGV的超聲波定位與避障研究[D]. 蔡濤.西安理工大學(xué) 2008



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