[实用新型]基于dSPACE的履带机器人运动控制系统

说明书

本实用新型涉及智能机器人控制领域，具体涉及一种基于dSPACE的履带机器人运动控制系统，包括MicroAutoBoxII控制器、左履带电机转速控制单元、右履带电机转速控制单元、电子油门单元、制动单元、速度传感器以及陀螺仪传感器；本系统对履带机器人的转向和直线行走进行精确的控制，提高了系统的灵活性和鲁棒性，使得机器人能够适应复杂多变的工作环境，另外采用三闭环控制，能够保证控制系统的精确度。

技术领域

本实用新型涉及智能机器人控制领域，具体涉及一种基于dSPACE的履带机器人运动控制系统。

背景技术

随着移动机器人技术的不断发展，移动机器人的应用范围和功能大为拓展和提高，在工业、农业、国防、医疗、救援、服务等行业中得到广泛的应用。履带式移动机器人不同于一般的轮式移动机器人，它具有支撑面积大、接地比压小、越野机动性能好等优点，更适合在未加工的天然路面上行走，且履带本身起着给车轮连续铺路的作用，能够适应各种复杂多样的路面，可以在恶劣环境或野外进行作业。而要实现这些灵活准确的动作，就要实现对履带机器人的运动可控。但是目前很多履带机器人运动控制系统动态特性不是很好，只能适应平坦或较稳定的路况，没有很好的灵活性和鲁棒性，不能适应复杂多变的路面条件。

发明内容

本实用新型的首要目的在于提供一种具有很强的灵活性和鲁棒性的履带机器人运动控制系统。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于dSPACE的履带机器人运动控制系统，包括MicroAutoBoxII控制器、左履带电机转速控制单元、右履带电机转速控制单元、电子油门单元、制动单元、速度传感器以及陀螺仪传感器；MicroAutoBoxII控制器接收履带机器人速度的控制命令并根据速度传感器检测到的实际速度信号进行动态的PID闭环控制后输出速度控制指令到电子油门单元和制动单元实现履带机器人直线行走的控制；MicroAutoBoxII控制器还接收履带机器人角度及角速度的控制命令并根据陀螺仪传感器检测到的实际转角信号进行角度及角速度的动态PID闭环控制后输出转向控制指令至左履带电机转速控制单元和右履带电机转速控制单元实现履带机器人的三闭环差速转向控制。

与现有技术相比较，本实用新型存在以下技术效果：本系统对履带机器人的转向和直线行走进行精确的控制，提高了系统的灵活性和鲁棒性，使得机器人能够适应复杂多变的工作环境，另外采用三闭环控制，能够保证控制系统的精确度。

本实用新型的另一个目的在于提供一种具有很强的灵活性和鲁棒性的履带机器人运动控制系统的控制方法。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种基于dSPACE的履带机器人运动控制系统的控制方法，包括如下步骤：（A）系统进行初始化，即通过电子油门单元、制动单元控制机器人的速度为零，通过左履带电机转速控制单元和右履带电机转速控制单元控制方向盘处在中间位置；（B）当接收到加速命令的时候，MicroAutoBoxII控制器分析目标速度以及加速度大小来控制系统加速到目标速度值，并根据速度传感器反馈的实际的机器人行驶速度信号动态协调制动单元及电子油门单元实施加速控制；（C）当接收到减速命令的时候，MicroAutoBoxII控制器分析目标速度以及加速度大小来控制系统减速到目标速度值，并根据速度传感器反馈的实际的机器人行驶速度信号动态协调制动单元及电子油门单元实施减速控制；（D）当接收到转向命令的时候，MicroAutoBoxII控制器分析目标角度以及目标角速度的大小来控制系统转向到目标角度，并根据陀螺仪传感器反馈的实际角度信号动态调整左履带电机转速控制单元和右履带电机转速控制单元实施左转或右转控制。

与现有技术相比较，本实用新型存在以下技术效果：本系统对履带机器人的转向和直线行走进行精确的控制，提高了系统的灵活性和鲁棒性，使得机器人能够适应复杂多变的工作环境，另外采用闭环控制，能够保证控制系统的精确度。

附图说明

图1是系统组成原理框图；