一种基于PID算法的智能小车设计

文章基于PID算法设计了一种智能小车,该小车包括控制模块、探测模块、驱动模块、人机交互模块。以STM32F103芯片为控制模块核心,采用双路全H桥驱动芯片TB6612驱动直流电机,探测模块包括一个超声波测障模块、四个红外循迹对管和光电编码器、人机交互模块包括一个手机蓝牙APP和LCD彩色液晶显示屏。采用增量式PID算法实现了小车轨迹的精确控制。小车设计的功能有:直行、左右转弯、超声波避障及测距、红外循迹、APP蓝牙远程控制及测速。     

一种基于OV7670视觉系统的类人机器人设计

为解决类人机器人双机械臂抓取目标过程中,存在目标识别不准确、目标识别单一、双机械臂运动不协调等问题,文章设计了一款基于OV7670彩色摄像机视觉系统及高仿真机械臂的类人机器人。通过OV7670和STM32主控模块对图像信息进行采集与处理,使用RGB-SHL颜色空间转换模型提取目标对象的图像特征,产生控制指令,然后将协调控制每一个舵机的运动参数发送给舵机驱动模块,以实现类人机器人识别目标、定位目标、协调运动和精确控制等功能。通过实验验证和参加华北五省(市、自治区)大学生机器人大赛,表明该机器人具有对目标识别准确、协调运动精确可靠的优点。     

基于单片机的服务机器人控制系统设计

本文设计的餐厅服务机器人控制系统以STM32单片机作为控制核心,采用RFID传感器获取平面坐标信息实现自主定位功能,并通过电子罗盘、语音模块和红外传感器感知周围环境,实现自主循迹、避障、测距以及语音播报等功能,同时还可以使用上位机通过Wi-Fi模块对服务机器人进行状态监测和运动控制。此外,该服务机器人还能根据设定指令,切换到迎宾、引导、送餐等不同的服务模式。     

拖拉机线控液压转向系统的双通道 PID控制仿真与试验

拖拉机线控液压转向系统采用的单杆液压缸具有非对称性,为了提高转向系统的控制精度,提出了双通道 PID(proportional integral derivative)控制方法,对液压缸活塞杆伸出和缩回的运动进行分通道控制。基于 SimHydraulics模块建立线控液压转向系统的物理模型,对转向轮的跟随响应、阶跃响应进行仿真试验;同时搭建了线控液压转向系统试验台,进行台架试验,从而分析双通道 PID控制对转向系统的影响。仿真试验得出双通道 PID控制的跟随误差为 0.473°、响应时间为 0.273 s,且左、右转向跟随误差基本一致,均优于单通道 PID控制,台架试验结果与仿真试验的效果一致。结果表明,线控液压转向系统在双通道 PID控制下响应快,跟随误差更小,具有良好的跟随性和较高的控制精度。     

智能PID控制在攀爬机器人夹紧机构中的应用

提出团队开发的基于木结构古建筑和活立木的攀爬机器人攀爬作业时整体抖动问题解决方案。针对攀爬机器人夹紧机构夹紧力不易精确控制,机器人攀爬过程中易抖动、运动状态不稳定等问题,提出一种智能PID控制算法,通过自动调整PID增益参数,智能控制横向液压推杆进给速率,同时有效控制与调节了夹紧力度,克服传统控制方式带来的机器人行进步长控制不精,行进过程抖动幅度大和运动不稳定的问题。实际应用与测试结果表明:智能PID控制算法可及时响应攀爬机器人夹紧动作,并使抖动幅度≤0.1mm,夹紧控制误差在≤0.2mm,运动状态稳定,达到承载检测设备沿杆状物稳定攀爬的工作目的。     

基于STM32微型四旋翼飞行器设计与实现

文章主要研究基于STM32微型四旋翼飞行器的设计与实现,微型四旋翼飞行器具有小巧,灵活且造价比较低的特点,并且以STM32芯片为核心。整个飞行器的设计包括蓝牙通信模块,传感器检测模块,控制器控制模块,驱动模块、电机执行模块以及电源模块。微型四旋翼飞行器的控制算法采用的是PID算法。PID控制算法是工业自动控制系统的基本控制方式。通过以上控制算法调整,可以实现微型四旋翼飞行器的平稳飞行。     

基于先进PID控制的电动机调速系统研究

文章简要介绍了先进PID控制算法的原理及实现过程,阐述了常规PID控制算法的局限性,并分析了该先进PID控制算法与常规的PID控制算法的不同。实验验证主要采用半硬件仿真的方式,使用STM32系列单片机做微控制器,用16个MOS管构成H桥作为直流电动机的驱动板,用100线的编码器作为速度传感器反馈电机的实时转速。系统运行时,微控制器通过串口向PC机发送系统的状态信息,用以显示系统的各种性能指标,比较控制算法的优劣。     

智能搬运车控制系统设计

针对智能搬运车的控制问题,提出了采用STM32F103控制器构建控制系统的方法,应用于智能搬运车的寻迹及运动控制。首先进行了智能搬运车的总体控制方案设计;然后设计了STM32最小系统、机械手控制、舵机控制和驱动电机的速度控制算法;最后进行了系统整体调试。实验表明,该控制系统实现了智能搬运车的全向运动、精确定位和智能避障。     

基于ARM的智能家居机器人设计

文章设计了以STM32为微处理器的智能家居互动机器人,该设计以语音识别技术、语音合成技术、传感器技术、无线数据传输技术等为基础,完成了摄像头数据采集,数据传输,控制台与各控制终端通信,电机控制,实现了语音人机交互、机器人动作控制、室内环境监测、家用电器控制。完成了智能家居以及机器人互动等功能,并且在现阶段,智能家居机器人在市面上较少,有广泛的应用前景。     

改进模糊PID的称重式包装机智能控制

针对称重式包装机称重控制系统存在非线性、时变、时滞的特性,导致称重精度低、稳定性差的问题,在传统模糊PID控制算法的基础上,引入模糊变量论域伸缩因子,提出域伸一种改进模糊PID算法。设计变量论缩因子使模糊变量论域跟随称重误差及误差率的变化而伸缩调整,将模糊变量论域调整为最佳范围,以避免因变量论域不恰当而引起的控制误差。利用改进模糊控制算法对PID参数进行在线整定,以实现称重控制系统高效、精确、稳定的控制效果。仿真结果表明改进模糊PID控制算法具有超调量小、响应速度快、抗干扰能力强的优点,该控制算法能够有效提升包装机称重效率和称重精度。     

基于STM32的单级旋转倒立摆控制系统的设计与实现

对单级旋转倒立摆的控制系统进行了研究,提出了以STM32为核心的控制器设计,在控制策略上采用经典控制理论PID的控制算法,实现对单级旋转倒立摆旋转臂及摆杆的同时闭环控制,最终测试结果表明系统控制策略有效。     

基于多步误差分离法的主轴回转误差检测方法

为高效快速获得高精密数控铣床主轴工作时的回转误差，笔者提出了基于数理统计法与位移信号的多步误差分离方法。设计了一套包含x向和y向的2个电涡流传感器以及1个光电编码器的测量装置，并使用数据采集卡对传感器和光电编码器进行同步数据采集；设置不同的采样率，使主轴在不同的转速下，每圈的采样点数保持一致；在不借助标准球或者标准棒的情况下对数控铣床的主轴外轮廓进行直接测量，避免标准球或标准棒在安装过程中引入的安装误差和主轴运行时的轴向窜动对测量造成影响；根据误差特性将传感器采集到的混合误差(主轴原始数据)进行逐步分离(消除白噪声和主轴形状误差),最终得到准确的数控铣床主轴回转误差。通过使用美国Lion Precision主轴回转误差分析仪验证了所求主轴回转误差的准确性。该主轴回转误差分离方法能够在不借助标准球或标准棒的情况下，完成对工况下主轴回转误差数据的采集与处理，进而方便、高效地获得比较精确的主轴回转误差。     

高精度切纸机控制系统设计

根据现代高速双刀切纸机的工艺要求,针对切纸机切割精度的问题,采用变频控制与伺服控制相结合的方案,设计了以STM32为核心的切纸机控制系统,以降低生产成本,提高切纸精度。介绍了切纸机的工艺流程和控制方案,以及切纸机控制系统的组成。分析了切纸辊和送纸辊编码器脉冲的采集与处理,送纸辊电机速度的给定以及通过T法对送纸辊电机实时速度的采集。说明了利用增量式PID和实际的各个参数对切纸辊变频器模拟量的给定。对采集的送纸辊速度和实际切长进行了误差分析。通过现场调试切纸精度满足工业要求,证明了本切纸机控制系统的可行性。     

基于STM32的智能除草机器人设计

针对喷洒农药除草对环境造成污染以及人工除草劳动强度大、效率低等问题,文章设计了一种智能除草机器人。该设计以STM32单片机为控制核心,结合摄像头模块、机械臂、灰度和温湿度传感器等元器件,实现自主循迹,识别与定距夹取杂草以及实时显示温湿度等功能。该机器人解决了以往除草智能化程度不够和人工成本高的问题,具有广阔的应用前景。     

基于Cortex-M3内核的智能循迹小车设计方案

系统以Cortex-M3为内核的STM32作为中央处理器,用激光传感器探测路径实时控制电机速度,结合PID算法控制舵机转向。实践证明,智能循迹车能自主寻找线路以2m/s的速度稳定运行。     

新型爬杆清洁机器人的设计与仿真

针对变直径杆件,设计一种爬杆清洁机器人。该机器人由上机械手、下机械手、曲柄连杆机构等组成。上机械手和下机械手分别模拟人的上肢和下肢,轮流夹紧杆体,在曲柄连杆机构的驱动下,实现机器人的攀爬运动。在机器人本体上安装有清洁刷,在机器人攀爬过程中实现自动清洁。通过控制上机械手和下机械手夹紧和松开杆体的顺序,即可实现机器人的攀爬方向。利用Solid Works对该爬杆清洁机器人的结构进行三维建模和运动仿真分析。仿真结果表明,该机器人不仅可实现变直径杆件的攀爬清洁,还可实现对杆件某一部位的反复清洁。     

基于STM32的智能超声输液瓶液位监测系统

文章设计了基于STM32的超声输液瓶液位监测系统,STM32接收各传感器采集的数据并处理分析,通过NRF24L01无线射频发射数据到另一个控制终端,实时显示液位并进行报警提示,误差控制在2mm以内,从而实现输液瓶液位的实时监测与智能报警。     

机器人智能关节驱控结构一体化设计方法研究

为减少纺织机器人所占空间并提高其控制性能,研制了一款用于落纱理管的新型纺织机器人腰部关节.采用有刷电动机为动力源,以STM32F103T8U6为主控芯片,以L9110S为驱动芯片,利用磁编码器AS5600与安装在输出轴末端的磁铁产生霍尔效应,实现腰部关节速度、位置的检测;通过对比单速度闭环控制和转速、电流双闭环系统,在...     

基于单片机的灭火机器人控制系统设计

本文设计的灭火机器人控制系统以STM32单片机为控制核心,可设置手动控制和自动控制两种工作模式。在手动模式下,操作者利用上位机通过Wi-Fi对灭火机器人下达指令,对机器人进行遥控;在自动模式下,灭火机器人可利用超声波传感器巡航和红外线传感器巡航实现自主巡逻、自主避障的功能,并利用火焰传感器和灭火装置实现自动识别火源,精准定位以及准确灭火。同时机器人还会将不同时刻的状态信息通过Wi-Fi模块发送给上位机,状态指示灯可以直观地展现机器人的状态。本文设计的灭火机器人控制系统兼具稳定性、敏捷性和可靠性,能高效实现灭火功能,满足了控制系统的设计需求。     

手脚融合多足机器人控制系统设计

针对手脚融合多足机器人关节多、控制复杂的特点,设计并实现了一种基于CANopen网络的分布式运动控制系统.该系统采用专用的运动控制器和数字增量型编码器实现了对机器人各关节的闭环控制.通过CANopen网络建立关节间的通信模型,增强了控制系统的可重构性和容错能力,有效地支持了多关节的实时联动.利用基于CMO/COM模型的软件体系结构对每个关节电机进行软件控制,采取分层思想设计了CANopen通信程序.实验结果表明,运动控制系统能够稳定可靠地工作.