武装机器人移动平台控制系统设计(3)
4）运动控制技术
运动控制系统根据接收到的运动控制指令调节机器人的速度，使其符合已规划好的运动。快速性和准确性是控制系统所要达到的基本要求，其次，关于机器人硬件平台的改进和升级问题、软件算法的模块化、可移植性、可再生性以及整个控制系统的可移植性在运动控制系统技术的研究过程中也需要高度重视。其中，嵌入式系统在机器人控制方面有着广泛的应用[14]。
5）智能控制技术
在未知环境中能够自主作业是武装机器人智能化的标志。武装机器人的智能控制技术主要有对环境的感知、行为决策、信息处理、自学习以及与人的协调配合等。随着对武装机器人作战能力要求的不断提高，其智能程度也逐渐成为发展机器人技术的焦点。
1.4 本文主要研究内容
本课题重点研究了武装机器人的运动控制系统。该型号武装机器人为四连杆变形履带式移动机器人，本文研究内容有运动控制系统硬件设计、软件设计、运动控制算法设计及其试验效果。
本文各章节内容安排如下：
第一章 主要介绍了武装机器人课题研究的背景及其研究意义、国内外研究现状及发展趋势、武装机器人研究的关键技术，最后介绍了各章节的主要内容。
第二章 主要主要通过将常见的微小型机器人的移动方案进行对比,提出了一种基于四杆机构的四连杆变形履带式机器人的移动机构设计方案,其次详细分析了机器人的结构、几何原理以及越障原理。
第三章 主要内容为控制系统的整体结构，通过对多种运动控制系统实现方法进行对比，选择了合适的控制方法以达到设计要求。
第四章 主要就硬件设计进行了分析。介绍了机器人移动平台的五大组成部分：系统电源、主控系统、行进控制系统、云台系统以及外部传感器系统，并主要针对行进控制系统和外部传感器系统进行了详细分析。
第五章 首先给出了运动控制系统软件总体结构图，然后分别介绍了各个模块软件程序的设计，包括PWM产生模块、电流环中断程序以及速度环中断程序。
第吹冰章 本章主要介绍了电机驱动控制方法并对其进行了Matlab/Simulink仿真，给出了分别在常规PID控制和模糊PID控制下的仿真对比结果。
2 四连杆变形履带式机器人移动机构方案设计
2.1移动机构的选择
微小型地面移动机器人的移动机构就目前的应用状况来看主要有轮式、履带式和足式三种。轮式移动底盘结构简单、运动灵活、移动速度快，适于在平坦的路面上快速行驶；履带式移动底盘越障碍能力强，适合野外的复杂环境，通过崎岖，松软的路况时有其独特优势；足式移动底盘结构比较复杂，但在特殊的环境下具有优于轮式与履式移动底盘的运动能力，适用于穿越山岳地带、凹凸不平的复杂环境。典型机构性能对比如表2-1所示 [4][15][16] 。
表2-1 不同机构性能对比
移动方式 轮式 履带式 足式
移动速度 快 中 慢
越障能力 差 中 好
机构复杂程度 简单 一般 复杂
能量消耗 小 中 大
机构控制难易程度 易 一般 复杂
稳定性 中 好 差
鉴于履带式移动机构对地形的适应能力以及其良好的稳定性和越障能力，近年来,履带式移动机构被广泛应用。无论是部队侦查、排险、协同作战，还是治安消防以及核工业等领域,均可以看到履带式移动机器人的身影。能够出色完成复杂环境条件下的各项任务并且达到了预期的使用效果，使其地位更加突出,被各国首选为侦查移动平台[16]。履带式机器人有以下特点：
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