【摘要】：由于核電站內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、環(huán)境惡劣等因素，采用移動機器人代替人進(jìn)行一些日常的巡檢，設(shè)備維修，處理應(yīng)急事務(wù)等，可大大降低核電站工作人員受輻射的程度和提高核電站的運行效率，帶來巨大的經(jīng)濟效益。因此，研制機動靈活并能夠遠(yuǎn)程控制的移動機器人已成為一種趨勢。 本文設(shè)計并制作了能夠通過Internet遠(yuǎn)程控制的四輪驅(qū)動巡檢小車。 核電站內(nèi)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)要求巡檢小車的運動要有足夠的靈活性，因此小車采用四輪驅(qū)動結(jié)構(gòu)。論文完成了小車的機構(gòu)設(shè)計及其控制電路設(shè)計。小車的硬件電路采用模塊化設(shè)計，包括主控制器模塊，電源模塊，電機驅(qū)動模塊，測速模塊，通信模塊，溫度檢測模塊，輔助調(diào)試模塊。 為了實現(xiàn)對小車運動軌跡的精確控制，建立了小車四輪轉(zhuǎn)速各異的滑動轉(zhuǎn)向模型，將對小車車體速度和軌跡的控制轉(zhuǎn)換到對四個車輪轉(zhuǎn)速的控制上來。論文進(jìn)行了小車軌跡控制的實際實驗，實驗結(jié)果表明小車能夠按照期望的軌跡轉(zhuǎn)彎或直線運行，在做圓周運動時誤差在3%－5%之間。 準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型是前提，有效的控制算法是關(guān)鍵。巡檢小車的轉(zhuǎn)速控制采用PID控制算法。PID控制器的性能主要由PID三個參數(shù)決定，傳統(tǒng)的PID參數(shù)整定都是采用經(jīng)驗加試湊的方法，效率比較低，本文采用蟻群算法對PID參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，可以快速找到系統(tǒng)的最優(yōu)PID控制參數(shù)，優(yōu)化系統(tǒng)性能和提高項目開發(fā)效率。實驗結(jié)果表明，采用優(yōu)化的PID參數(shù)能夠使各個車輪的速度快速準(zhǔn)確地跟隨設(shè)定值，過渡時間為0.3s，無穩(wěn)態(tài)誤差，無超調(diào)。 為實現(xiàn)小車的遠(yuǎn)程控制，在小車上裝備了配有攝像頭的WIFI模塊，并自主設(shè)計了上位機遠(yuǎn)程控制客戶端軟件。通過客戶端軟件可以向小車發(fā)送控制指令，以Internet為信息通道來實現(xiàn)對小車的遠(yuǎn)程控制。巡檢小車在任務(wù)現(xiàn)場實時采集視頻，溫度，小車速度等信息，通過Internet傳遞到上位機，，并在客戶端實時顯示。實驗結(jié)果表明，在上位機可以流暢的顯示任務(wù)現(xiàn)場的視頻及各種其他信息，操作界面簡潔且人性化，小車也能準(zhǔn)確接收到上位機的控制命令，并按照命令進(jìn)行相關(guān)運動。
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP242;TM623

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2675591