[發(fā)明專利]一種電磁軌道式移動機器人的運動控制系統(tǒng)及控制方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310737433.0 | 申請日: | 2013-12-27 |
| 公開(公告)號: | CN103699128B | 公開(公告)日: | 2017-05-17 |
| 發(fā)明(設計)人: | 樊紹勝;李森濤;李富林;衛(wèi)星;沈春陽 | 申請(專利權)人: | 長沙理工大學 |
| 主分類號: | G05D1/02 | 分類號: | G05D1/02 |
| 代理公司: | 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008 | 代理人: | 趙洪,周長清 |
| 地址: | 410114 湖南省*** | 國省代碼: | 湖南;43 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 電磁 軌道 移動 機器人 運動 控制系統(tǒng) 控制 方法 | ||
1.一種電磁軌道式移動機器人的運動控制系統(tǒng),其特征在于,包括發(fā)射線圈(1)、接收線圈(2)、發(fā)射電路(3)、通信裝置(4)、發(fā)射控制系統(tǒng)(5)、車載控制器(6)、幅值檢測器(7)、補償電容組(8)和速度傳感器(9);所述發(fā)射線圈(1)和接收線圈(2)構成能量傳輸通道并復用為通信裝置(4)的天線構成通信系統(tǒng),所述發(fā)射控制系統(tǒng)(5)與車載控制器(6)之間通過通信裝置(4)、發(fā)射線圈(1)、接收線圈(2)進行數(shù)據(jù)傳遞,所述車載控制器(6)將從速度傳感器(9)采集回來的速度信號發(fā)送給通信裝置(4),通過發(fā)射線圈(1)與接收線圈(2)之間的通信,通信裝置(4)將當前速度發(fā)送給發(fā)射控制系統(tǒng)(5),所述發(fā)射控制系統(tǒng)(5)將當前速度與設置好的給定速度相比較,得到誤差之后利用PID算法控制發(fā)射電路(3)的功率,經(jīng)發(fā)射電路(3)控制驅動電機( 10) 的轉速;所述幅值檢測器(7)和補償電容組(8)構成諧振頻率自適應控制系統(tǒng),所述幅值檢測器(7)不斷的檢測當前接收線圈(2)諧振電壓的幅值并將采集的幅值轉換成數(shù)字量傳遞給車載控制器(6),所述車載控制器(6)將補償電容組(8)中的一個以上小容量電容接入或撤出電路,以降低或增大接收電路的固有頻率,直到諧振電壓的幅值不再增大為止。
2.根據(jù)權利要求1所述的電磁軌道式移動機器人的運動控制系統(tǒng),其特征在于,所述幅值檢測器(7)包括幅值保持電路(72)和A/D轉換器(71)。
3.根據(jù)權利要求1所述的電磁軌道式移動機器人的運動控制系統(tǒng),其特征在于,所述通信裝置(4)包括信號編碼器(41)、調制電路(42)、功率放大電路(43)、選頻放大器(44)、解調電路(45)和解碼器(46),所述信號編碼器(41)用于將數(shù)據(jù)按照曼徹斯特編碼規(guī)則進行編碼,所述調制電路(42)將曼徹斯特編碼進行FSK調制,調制波通過功率放大電路(43)進行放大直接輸入發(fā)射線圈(1)或接收線圈(2)中完成信息發(fā)送;所述選頻放大器(44)將接收線圈(2)或發(fā)射線圈(1)接收到的信號進行選頻放大后,得到FSK調制的通信信號,通過解調電路(45)進行解調,將信號還原成曼徹斯特編碼,由所述解碼器(46)將曼徹斯特編碼還原為原數(shù)據(jù)輸出完成信息的接收。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的電磁軌道式移動機器人的運動控制系統(tǒng),其特征在于,所述發(fā)射線圈(1)為窄長型結構、兩端收縮變窄。
5.根據(jù)權利要求1或2或3所述的電磁軌道式移動機器人的運動控制系統(tǒng),其特征在于,所述發(fā)射線圈(1)為窄長型結構、中部具有多個收縮擴張段。
6.一種基于上述權利要求1~5中任意一項所述運動控制系統(tǒng)的控制方法,其特征在于,步驟為:
(1)、檢測發(fā)射電路(3)的功率,當發(fā)射電路(3)的功率低于設定的閾值時,執(zhí)行步驟(2);否則,返回繼續(xù)檢測檢測發(fā)射電路(3)的功率;
(2)、選擇移動機器人的行進方向:前進或后退;當為前進時,關閉當前發(fā)射線圈,開啟移動機器人前方發(fā)射線圈,完成后,返回繼續(xù)檢測檢測發(fā)射電路(3)的功率;當為后退時,關閉當前發(fā)射線圈,開啟移動機器人后方發(fā)射線圈,完成后,返回繼續(xù)檢測檢測發(fā)射電路(3)的功率。
7.根據(jù)權利要求6所述的所述運動控制系統(tǒng)的控制方法,其特征在于,包括諧振頻率自適應控制流程,其步驟為:利用幅值檢測器(7)檢測諧振電壓的幅值大小,當幅值檢測器(7)檢測到諧振電壓的幅值增大,說明接收電路的固有頻率大于發(fā)射電路(3)的頻率,那么車載控制器(6)將繼續(xù)將補償電容組(8)中的電容接入電路,以降低接收電路的固有頻率,直到諧振電壓的幅值不再增大為止;當電容撤出電路時,如果幅值檢測器(7)檢測到諧振電壓的幅值增大,說明接收電路的固有頻率小于發(fā)射電路(3)的頻率,那么車載控制器(6)將繼續(xù)將補償電容組(8)中的電容依次撤出電路,以增大接收電路的固有頻率,直到諧振電壓的幅值不再增大為止。
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