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本论文首先对智能吸尘器的技术背景、应用现状和研究前景做了简要介绍,阐明智能吸尘器包含了多传感融合、智能控制和机械结构控制等领域。然后重点介绍了本文所研究的智能吸尘器传感、控制等相关内容,主要包括一下几个方面:
1.吸尘器结构采用左右后轮作驱动轮、一前轮作万向轮的三轮结构;
2.设计了一种集合多路近距红外传感器、光电传感器等的多传感器系统以获取实现吸尘器的探障、避障、运转、定位定向等功能的传感信息;
3.提出了一种采用扩展卡尔曼滤波(EKF)和融合区间分析算法(IA)处理的智能吸尘器的定位定向方案,在吸尘器运动学模型的基础上,对来自不同传感器的信息进行融合;
4.设计了以TMS320LF2407DSP为核心处理器的控制系统硬件电路,包括DSP外围电路、传感器信号处理电路、电机驱动电路、电源模块等;
5.从理论上,设计了PID控制器,利用传统PID实现反馈控制,保证系统稳定性,且抑制扰动,并将此算法应用于直流电机调速系统。
在本文的最后,在总结现有研究成果基础上,还对智能吸尘器的后继研究工作做出展望。