轮式机器人电机驱动系统设计 - 图文

本科毕业论文（设计、创作）

题目： 轮式机器人电机驱动系统设计 学生姓名： 学号： 081002100 所在院系： 专业： 电气工程及其自动化 入学时间： 2010 年 9 导师姓名： 职称/学位： 副教授/硕士 导师所在单位： 完成时间： 2014 年 5 月

安徽三联学院教务处 制

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轮式机器人驱动系统设计

摘 要：随着社会的发展，机器人逐渐受到了人们的重视，可移动轮式机器人的研究具有极其重要的意义。其关键的问题就是要解决机器人在复杂环境下系统的正常运行和控制，因此轮式机器人的驱动系统显得尤为重要。本文设计了一款智能轮式机器人的驱动系统，此系统的核心是STC89C52单片机，通过系统产生的宽带调制信号，加上L298N驱动芯片控制直流电机的运行参数，可实现机器人的基本动作：前进、后退、左右转向、速度控制以及避障循迹功能。此次系统研究为机器人驱动系统的发展与创新积累了经验，对机器人控制系统的研究发展具有理论与实践价值。

关键词：驱动； PMW； 单片机； 速度控制； 方向控制

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Wheeled Robot Drive System Design

Abstract: With the development of the society, robot has gradually become more popular. It is more important to research the removable wheeled robot .The key problem is that how to operate and control the robot in complicated situation, so the drive system of it plays an important role. This dissertation is dedicated to showing a new design of intelligent removable wheeled robot whose kernel lies at the STC89C52 Single Chip Micyoco. The signal of PMW produced by that system and also the operating parameter of direct-current machine controlled by L298N drive chip could realize the basic movement of the robot ,such as advance, back ,turn, speed control, and the function of avoiding obstacles and following previous track. This research gathers experience for the development and creation of robot drive system , and it also has a high theoretical and practical value of the development of the robot control system.

Key words: drive; PMW; Single Chip Micyoco; speed control; direction control

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目录

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绪论 ....................................................................................................................... 1 1.1 引言 .................................................................................................................... 1 1.2研究背景和意义 ................................................................................................. 1 1.3研究内容 ............................................................................................................. 2 2

驱动系统方案设计 ............................................................................................... 3

2.1主控系统 ............................................................................................................. 3 2.2电机驱动模块 ..................................................................................................... 3 2.3机械系统 ............................................................................................................. 4 2.4电源模块 ............................................................................................................. 4 3

主要零部件及技术分析 ....................................................................................... 5 3.1单片机的介绍 ..................................................................................................... 5 3.1.1 时钟电路 .................................................................................................... 6 3.1.2复位 ............................................................................................................. 6 3.1.3 STC89C52主要功能 ................................................................................... 6 3.2驱动模块方案的分析 ......................................................................................... 7 3.2.1 H型桥式驱动电路 ..................................................................................... 7 3.2.2 L298N驱动模块组成及各部分功能 ......................................................... 9 3.3 PWM控制 ........................................................................................................... 12 3.3.1PWM调速简介 ............................................................................................. 12 3.3.2 PWM控制电机的特点 ............................................................................... 12 3.3.3 PWM输出波形和计算 ............................................................................... 13 3.4直流电动机特性简介 ....................................................................................... 13 4

机器人运动控制介绍 ......................................................................................... 16 4.1总体设计概括 ................................................................................................... 16 4.2 外围电路拓展 .................................................................................................. 16 4.2.1避障模块 ................................................................................................... 16 4.3控制流程图 ....................................................................... 错误！未定义书签。 5 总结 .......................................................................................................................... 20

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致谢 .......................................................................................................................... 21 参考文献 .................................................................................................................. 22

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