基于仿生扫描探测系统的运动平台设计

论文摘要

本文首先分析了国内外仿生探测系统实验平台的发展现状，针对建设本仿生探测系统实验平台的实验室环境和技术指标要求，设计了本项目的总体方案。其次，提出的水平、垂直方向牵连拖动的平面曲线运动模式，很好地解决了在铅锤平面内实现平面曲线运动的技术难点和运动干涉问题，实现了铅锤平面内的多种曲线运动，诸如直线、抛物线、正弦波等曲线运动。设计的水平运动牵引索弹性张紧装置设计，很好地解决了柔性牵引索松紧不均匀问题，实现了仿生模块的启动、运动的可靠性和平稳性。第三，设计并实现了仿生探测系统实验平台的硬件电路。包括有以单片机为核心的控制模块、键盘与按钮输入模块、显示模块、电平保护模块、通信接口模块等。第四，设计了该系统控制算法，为了解决启动与加速运动时的错步问题，提出了基于经验算法的位置补偿算法，利用实验积累的经验，设计并改进了控制系统软件。最后，通过调试和实验，验证了本仿生探测系统实验平台的控制系统设计合理、仿生模块运动可靠，实现了速度在0～1.5m／s的范围可调控的任意平面曲线运动。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 目录
• 1 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外相关设备的研究概况
• 1.3 本论文的研究内容及关键技术
• 2 运动平台总体设计
• 2.1 运动平台性能指标
• 2.2 总体方案设计
• 2.2.1 机械运动系统方案设计
• 2.2.2 控制系统方案设计
• 3 机械运动系统设计
• 3.1 系统的组成和作用原理
• 3.2 运动支架设计
• 3.3 机械运动系统的设计
• 3.3.1 运动系统设计
• 3.3.2 动力子系统设计
• 3.4 牵引索张紧机构设计
• 3.4.1 牵引索调整装置
• 3.4.2 弹性张紧装置
• 3.5 线路布局设计
• 4 控制系统硬件设计
• 4.1 主要硬件模块设计
• 4.1.1 基于单片机的控制中心单元
• 4.1.2 显示模块
• 4.1.3 输入模块
• 4.1.4 扩展通信接口模块
• 4.1.5 电平保护模块
• 4.2 抗干扰措施
• 5 控制算法及软件设计
• 5.1 运动轨迹建模
• 5.2 控制算法
• 5.2.1 基本控制算法
• 5.2.2 位置补偿算法
• 5.3 运动仿真研究
• 5.4 软件设计方案
• 5.4.1 系统基本功能模块设计
• 5.4.2 扩展通信接口模块实现
• 6 系统的组装、调试与结果分析
• 6.1 系统的制造与组装
• 6.2 系统的调试
• 6.3 结果分析
• 7 论文总结与展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集