嵌入式智能機器人平臺研究摘 要：針對傳統工業機器人采用的封閉式結構的局限性，在WindowsCE．NET系統基礎上，通過剪裁定制 ，去 除冗余的功能，搭建嵌入式智能機器人平臺．該智能機器人系統具有移動機器人需要的主要感知模塊，并有豐富的 運動控制接口及驅動模塊．同時 ，設計了多傳感器數據融合 、軌跡規劃、運動控制、無線網絡通信 、圖形人機界面等智 能機器人的測試軟件和應用模塊．該智能機器人平臺具有模塊化、易擴展、可移植、可定制、硬件體積小、功耗低、實 時性強、可靠性高等優點． 關鍵詞：智能機器人平臺；WindowsCE．NET；實時控制；自主機器人；雙目視覺；語音識別引言(Introduction) 隨著計算機技術 的快 速發展 ，機器 人技術也得 到了飛速發展．然而 ，現有機器人系統在硬件 和軟件 開發方面雖然已經趨于成熟，但依然存在一些問題． 它們的硬件多是專用的，軟件系統也多采用 Windows 2000或者 WindowsXP系統…．這些機器人系統 主要 存在以下一些缺點 ： (1)系統的實時性差．機器人控制系統是一個實 時性要求非常高的控制系統，作為一般桌面應用的 Windows和 Linux操作系統很難達到高實時性的要 求． ． (2)開放性 以及擴展性差．常見的機器人控制系 統存在的一個 問題就是 系統 的冗余大、開放性擴展 基金項 目：國家 自然科學基金 資助項 目(60475036) 收稿 日期 ：2005—05—16 性差，系統適用于特定的應用 ，不便于在硬件和軟件 上進行擴展和剪裁． (3)軟件的獨立性差．軟件結構及其邏輯結構依 賴于處理器硬件 ，難以在不同的系統 間移植． (4)缺少友好的人機交互界面． 2 系統概述(System description) 為促進當前智能機器人研究和應用，迫切需要 開發“具有開放式結構 的、模塊化 、標準化 的嵌 入式 智能機器人平臺”．這種智能機器人平臺具
上傳時間： 2022-02-12
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摘要: 智能機器人仿真系統，由于智能機器人受到自身多傳感器信息融合和控制多樣性等因素的影響，仿真系統設計主要都 是以數學建模的形式化仿真為主，無法實現數學建模與場景實現協調仿真。為此，首先分析兩輪移動機器人數學運動模型， 然后設計與機器人控制系統相關的傳感器數據采集分析、機器人智能自動控制和人工控制等模塊，以實現機器人控制的真 實場景。仿真系統利用 LabVIEW 設計控制界面，并結合 Robotics 工具包的建模、計算和控制功能。仿真結果表明設計的平 臺更適合教學和實驗室研究，并可為實際的物理過程提供數據參考和決策建議。 關鍵詞: 機器人; 虛擬; 系統仿真 中圖分類號: TP242 文獻標識碼: B1 引言 隨著測控技術的發展，虛擬儀器技術已成為工業控制和 自動化測試等領域的新生力量［1］。而機器人作為一種新型 的生產工具，應用范圍已經越來越廣泛，幾乎滲透到各個領 域，是一項多學科理論與技術集成的機電一體化技術。目前 機器人仿真系統主要集中在復雜的機器人數學模型構建與 形式化仿真，無法實現分析機器人運動控制的靜態和動態特 性，更加無法實現控制的真實場景［2］。為了改善專業控制軟 件在硬件開發周期較長的缺點，本文擬建立一個基于通用軟 件的實時仿真和控制平臺，以更適合教學和實驗室研究。本 文以通用仿真軟件 LabVIEW 和 Robotics ［3］為實時仿真與控 制平臺，采用 LabVIEW 搭建控制界面，利用 Robotics 在后臺 進行系統模型和優化控制算法計算，使其完成機器人控制系 統應有的靜態和動態性能分析，不同環境下傳感器變化模擬 顯示以及目標路徑形成等功能。 2 系統構成 仿真系統的構成主要包括了仿真界面、主控制界面、障 礙檢測、智能控制和人工控制模塊。其中主要對人工控制和 智能控制進行程序設計。仿真運行時，障礙檢測一直存在， 主要是為了在智能控制模式下的智能決策提供原始數據。 在人工控制模式下，障礙檢測依然存在，只不過對機器人行 動不產生影響，目的是把環境信息直觀
標簽： 智能機器人
上傳時間： 2022-03-11
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近年來反季節種植已成火熱趨勢,溫室大棚的普及十分迅速,而溫室大棚對自動化、智能化的要求也越來越迫切,本系統將溫室大棚的溫濕度、二氧化碳濃度各個方面的檢測,通風、澆灌、溫度、噴灑農藥等各個方面的控制進行綜合系統研究,實現溫室大棚對自動化、智能化的要求。這一系統是基于單片機控制的智能檢測,控制系統包含單片機主控模塊、感應檢測模塊、傳感模塊,顯示、控制模塊等[1]。從而提高溫室大棚的種植效率,減少勞動力,提高利潤等。In recent years,counter-season planting has become a hot trend featuring the rapid popularization of greenhouse and urgent requirement for the automation and intellectualization of greenhouse.This paper offers a comprehensive and systematic study of the monitoring of temperature,humidity and carbon dioxide concentration in the greenhouse and the control of ventilation,irrigation,temperature and pesticide spraying in order to achieve automation and intellectualization in greenhouse.This system is based on the intelligent detection controlled by single chip computer with the control system including the main control module,induction detection module,sensing module,display and control module of single chip computer,which is effective in improving planting efficiency of greenhouse,reducing labor force and increasing profits.
上傳時間： 2022-03-27
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基于STC89C51單片機的智能電熱水器的控制器的設計，要達到的控制要求有：（1）用LCD1602液晶顯示水溫、設置上下限和定時時間，（2）水溫檢測顯示范圍為00～99℃，精度為±1℃。（3）溫度預設范圍為0～99℃，當檢測溫度低于預設溫度時，開始加熱；檢測溫度高于預設溫度時，停止加熱。（4）設置4個程序按鍵。分別問設置按鍵、加鍵、減鍵、確定。（5）可以紅外遙控，通過紅外一體接收探頭接收遙控器信號，執行與主板按鍵同等功能。（6）有水位檢測功能，無水自動上水，無水不加熱。//外部中斷解碼程序_外部中斷0void intersvr1(void) interrupt 2 using 1{ TR0=1; Tc=TH0*256+TL0;//提取中斷時間間隔時長 TH0=0; TL0=0; //定時中斷重新置零 if((Tc>Imin)&&(Tc<Imax)) { m=0; f=1; return; } //找到啟始碼 if(f==1) { if(Tc>Inum1&&Tc<Inum3) { Im[m/8]=Im[m/8]>>1|0x80; m++; } if(Tc>Inum2&&Tc<Inum1) { Im[m/8]=Im[m/8]>>1; m++; //取碼 } if(m==32) { m=0; f=0; if(Im[2]==~Im[3]) { IrOK=1; TR0=0; } else IrOK=0; //取碼完成后判斷讀碼是否正確 } //準備讀下一碼 }}
上傳時間： 2022-05-14
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針對現有家庭網關設備使用過程中出現的諸多問題，本文使用OpenWRT開源路由器技術，結合眾多家庭網絡中常用傳感器設備，組建了一個家庭網絡硬件平臺，并在此基礎上研究了基于OpenWRT無線路由器的智能網關（OWIG）系統的設計與實現。本文首先闡述了家庭網關技術在智能家居解決方案中的應用現狀，然后分別介紹了本文中用到的家庭網關技術、開源路由器技術以及LuCI WEB技術。接著，本文探討了在OpenWRT路由器上搭建智能家庭網關的需求，并以此為基礎設計了OwIG系統。該系統由以開源路由器為核心的硬件平臺以及以LuCI為基礎架構的軟件平臺兩個部分組成。其中，硬件平臺用于搭建智能網關所在網絡環境：軟件應用平臺用于負責OWIG系統的數據處理以及業務邏輯處理。在實現環節，本文首先設計了OwiG系統的硬件平臺，討論了諸多傳感器設備的連接與傳輸問題。然后設計了OWG系統應用服務框架，并根據軟件應用框架設計了數據預處理模塊和業務邏輯模塊。在數據預處理模塊詳細設計了WEB界面與OpenWRT系統之間的消息處理過程，重點講述了Lua本與OpenwRT內部UCI按口交互的執行流程。在業務邏輯模塊設計過程中，將業務需求劃分成用戶管理模塊、設備管理模塊、文件管理模塊以及應用服務模塊四個部分，然后分別針對各個業務邏輯模塊進行了詳細地實現。特別地，針對現有家庭網關流量控制不足的問題，本文在軟件應用平臺設計過程中，結合Linux NETFILTER/IPTABLES防火墻技術和TC流量管理技術，詳細闡述并設計了家長控制功能以及訪客網絡技術的實現。
上傳時間： 2022-06-22
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針對冬季供暖問題,該文研制了一種新型的智能全自動控制系統.整個控制系統主要由CPU主板、繼電器分板以及控制面板組成,CPU主板實現溫度的采集、處理、水位的測量、電源監視及報警等功能.繼電器板用于控制循環泵的啟停、緊急情況下的切斷電源等.控制面板完成功能的切換以及顯示等功能.控制系統在功能上具有供暖、熱水、定時啟動三大功能,還具有漏電、超溫、低水位保護及報警功能.在控制方法上,由于溫度控制領域多采用PID控制方法,有對不同的控溫對象要用不同的PID參數,且調整不方便的缺點.該文采用模糊控制方法,模擬最佳控制者--人的控制行為,利用人的經驗知識實現一種專家式的非線性控制.整個控制由模糊控制器完成,該文討論了以溫度偏差和溫度變化率為輸入量、電壓為輸出量的雙輸入單輸出模糊控制器設計方法.以提高系統的控制精度、安全性和可靠性.該文研制的電鍋爐控制系統,利用C語言編制控制程序,提高了開發效率及控制的靈活性.實際使用證明,該控制系統穩定、可靠、具有優良的控制效果.
上傳時間： 2013-06-11
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本文以單元機組協調控制系統為研究對象，在分析了協調控制系統特性的基礎上，總結了實際運行的協調控制系統中存在的問題和影響控制效果的原因。把汽包鍋爐單元機組簡化為一個具有雙輸入、雙輸出的被控對象以及做了一些合理假設的前提下對協調控制系統建立的動態數學模型進行分析。 從快速滿足電網負荷指令的需求，抑制各種干擾，保證機組的穩定運行的中心任務出發，首次提出采用智能PID控制器作為汽機的主控制器，解決常規單自由度PID控制器不能兼顧目標跟蹤特性和抗干擾特性的問題，并在一定程度上解決了協調控制系統對鍋爐前饋回路過分依賴的問題。 針對鍋爐對象大遲延特性，利用模糊預估策略對過程的輸出進行預測。補償了鍋爐側純延遲帶來的不利影響；而且還具備了模糊控制不依賴于系統的數學模型，具有對系統參數變化不敏感，對于非線性、時變時滯等特性，呈現出較好的魯棒性等特點，當出現較大的誤差時，可以把系統從很大的偏離中拉回來，提高了系統的響應速度和安全性。仿真試驗表明采用模糊預估能夠降低系統的超調，取得較好的控制效果。 由于單元機組中的鍋爐與汽機為強耦合系統，為了實現一對一的單一控制，決定采用神經網絡多變量解禍控制，通過仿真證明，達到了很好的解耦效果。 為了從全局上優化系統的控制行為，采用模糊控制策略對鍋爐和汽機的指令進行智能化的調整和約束。根據不同的負荷階段、主要參數的變化情況及時調整有關的指令，使協調控制系統向著有利于全局優化的方向調節。 本文將神經網絡、模糊控制思想引入協調控制系統，并在此基礎上構造神經網絡、模糊自適應控制的智能PID控制方案。通過理論分析和仿真實驗證明了這一控制方法在電廠協調控制系統中的實用價值，和傳統的PID控制比較，這種智能控制算法有效的提高了負荷的響應速率，保證了系統的品質，取得了很好的控制效果。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：luke5347
基于51單片機的智能溫度控制系統！包括報告以及一些程序！
上傳時間： 2013-04-24
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我國是世界上設施農業面積最大的國家，設施面積占世界總面積的70-80％。目前國內設施溫室應用的主要環境參數采控系統大多為進口產品，這些產品技術含量高，采控效果好，但相對價格較高，通常適用于現代化的大型或高檔連棟溫室。少數國產品牌無論技術水平還是采控效果均不甚理想，尤其缺少能夠適用于我國常見的中小型日光溫室的低成本智能采集控制裝置。本文基于國家高技術研究發展計劃(863計劃)課題“設施農業精準生產技術系統構建與應用”，對設施溫室環境和生物信息數據采集、傳輸、備份、調控問題進行了研究。 論文分析了目前國內中小型日光溫室環境監控需求，提出并實現了一套網絡型設施農業日光溫室智能控制系統從硬件到軟件的完整方案。主要研究工作如下： (1) 開發了面向常用環境信息傳感器和生物信息傳感器的數據采集模塊，該數據采集模塊具有可定制、可擴展的特點。 (2) 開發了基于CF卡的數據備份及存儲模塊，為實現現場數據的大容量存儲和本地化自主控制提供了基礎。 (3) 構建了傳感器數據的局域傳輸網絡和以太網絡接口，滿足了節點環境參數及視頻信息寬帶傳輸與溫室集中監控的需要。 (4) 開發了面向中小型日光溫室的可擴展核心設備管理模塊，實現了在決策服務器支持下的環境參數本地自主調控。 (5) 移植了嵌入式操作系統、開發了設備驅動程序，使用戶可以靈活方便地調用板載設備進行系統的二次定制開發。 (6) 對系統軟件、硬件進行了模擬調試和現場實驗，驗證了系統在設施溫室環境采控中的各項功能。 論文結構如下：首先分析了課題的研究背景、意義、研究現狀和相應關鍵技術；然后在溫室控制的需求分析上提出了智能控制系統的方案；接著給出了智能PAC系統子/主節點的硬件設計及實現，給出了基于U-BOOT與uClinux的智能PAC系統軟件設計和驅動開發；其次設計了實驗平臺對智能PAC系統進行仿真調試和現場實驗。論文最后展望了我國設施農業溫室環境監控的發展。 現場實驗表明，該智能PAC系統解決了日光溫室環境和生物信息數據采集、傳輸、備份問題，并且具有可定制化、可編程、運行穩定可靠的特點，達到了預期的設計要求。
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：qw12
自1887年美國奧梯斯公司制造出世界上第一臺電梯以來，電梯作為一種垂直運動的升降設備，已日益成為人們生活中一項不可缺少的生活工具。隨著經濟的發展，高層建筑的不斷涌現，電梯的功能與種類也隨之而多樣化，同時也對電梯的穩定性、安全性、舒適性、運行效率提出了更高的要求。 電梯控制系統是電梯技術的核心，它將電梯的各機械部件有機的組合起來，實現了電梯復雜的功能與穩定有效的運行。隨著電子技術日新月異的發展，電梯控制系統經歷了繼電器控制、可編程邏輯控制(PLC)、智能微機控制的發展歷程。本文在總結了當前電梯控制系統的基礎上，設計了一套基于ARM技術與工業現場總線CAN(控制器局域網)的嵌入式集選型電梯控制系統。該控制系統采用變頻變壓調速方式，可與多款變頻器相結合，并可匹配有齒輪曳引機和無齒輪永磁同步曳引機，適用于最高樓層為64層、4m/s以下電梯控制。該控制系統目前已成功應用在某電梯生廠家的國內、南非等電梯項目中。 論文闡述了本電梯控制系統的控制策略，詳細介紹了以ARM7芯片LPC2378為核心的電梯主控制器的硬件結構及其軟件設計。曳引機的速度控制是電梯控制技術的關鍵，因此為提高電梯運行時的舒適感與運行效率，文中建立了電梯運行速度曲線的數學模型，提出了根據設定時間參數與樓層間距自動生成速度曲線的計算方法。為優化電梯起動時的舒適感，論文還討論了模糊控制技術在負載補償中的應用。此外，本文在深入闡述CANOPEN協議原理的基礎上，完成了基于CANOPEN的應用層協議設計，實現了電梯控制系統各控制器(主控制器、樓層控制器、轎廂控制器)之間實時、可靠的通信。
上傳時間： 2013-07-20
上傳用戶：西伯利亞狼
