【摘 要】
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本文以全国机器人大赛（机甲大师超级对抗赛RoboMaster）为背景,设计步兵机器人的控制系统,实现比赛中机器人全场的运动控制,研究步兵机器人搭载枪管的二自由度云台,能够稳、准、快地瞄准、预测并跟踪敌方运动的机器人,主要工作内容如下。1.根据比赛规则,规划了步兵移动机器人的主要功能,拟定了主要技术指标。并据此完成了步兵机器人结构方案和控制系统的总体方案设计。2.完成了底盘模块硬件电路设计并搭建了底
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本文以全国机器人大赛（机甲大师超级对抗赛RoboMaster）为背景,设计步兵机器人的控制系统,实现比赛中机器人全场的运动控制,研究步兵机器人搭载枪管的二自由度云台,能够稳、准、快地瞄准、预测并跟踪敌方运动的机器人,主要工作内容如下。1.根据比赛规则,规划了步兵移动机器人的主要功能,拟定了主要技术指标。并据此完成了步兵机器人结构方案和控制系统的总体方案设计。2.完成了底盘模块硬件电路设计并搭建了底盘硬件系统。其次通过对麦克纳姆轮全向移动底盘进行了运动分析,最后完成了底盘控制系统的软件实现。3.完成了云台模块的整体硬件系统搭建,实现了云台运动控制。对云台电机进行了分析得出其数学模型,并基于此模型通过系统辨识获取了云台Yaw轴控制电压与云台转轴角速度之间的开环传递函数。4.针对本文云台系统所存在滞后问题,设计了云台跟踪自抗扰控制算法。采用二阶卡尔曼滤波器,实现了根据输入信号对当前云台运动位置的预测,并结合基于云台Yaw轴传递函数设计的线性自抗扰控制算法实现了提前跟踪。搭建仿真实验平台进行了仿真实验,初步验证了方案可行性并探究了算法中各参数的整定方法,最后通过云台跟随实验以及跟随打击实验进一步验证了方案的可行性,并达到了预期目标。
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