超声波测距在智能机器人中的开发与应用摘 要：本文提出了在机器人控制中，使用软件方法实现超声波测距机器人避障功能的工作原理和设计 方法。该系统在使用过程中，测量精度高，机器人避障准确，可靠，真正实现了智能化控制。 关键词：机器人 超声波 测距 软件触发 Abstract： The 0n pnnc eanddesignm d10d ofu]U~ sordc are descx'~edindetail fora intenigencero~ ic ． ByI|8i“gthissystem，therobotmakesaccta~elyavoidingdmwhackhi# reliability． 1畸 wo阿s：ro tultro-sor~c聊 曲 喀sot~aretrigger 1 引言 在智能机器人的研制开发中，很重要 的一部 分就是机器人 要能实现避 障功能 ，即通过传感器 的作用 ，探测机器人行进道路 上是否碰到障碍。 若碰到了障碍 ，机器人应该 自动转向 ，躲避障碍 。 本文所介 绍的超声 波测距方法 ，应用 于 ET一18 Hem智能机器人中。通过超声波测距 ，该智能机 器人实现了对步进电动机的智能控制及运动控制 方式的灵活应用。同时，超声波测距作为一种非 接触 的检测方式 ，和红外 、激光及无线电测距相 比，在近距范 围内有不受光线影响、结构简单 、成 本低等优点 2 超声波测距基本原理 超声波是指频率在 2000Hz以上 ，不能引起正 常人听觉反应 的机械振动波 ，是物体 的机械振 动 在弹性介质 中传播所形成 的机械振动波。由于超 声波具有非常短 的波长 ，可 以聚集成狭小 的发
上传时间： 2022-02-16
上传用户：jiabin
压电材料由于其力电耦合特性，能有效地将机械能与电能进行转换，于是人们将其作为激励/传感器广泛地应用于各类工程领域。压电材料常常与受控柔性结构粘接成一体，作为传感器以及激励器，以达到抑制受控结构振动的目标。因此，研究压电智能结构的振动以及振动控制有重要的科学意义和实用价值本文基于压电材料与宿主结构之间的力电耦合特性，推导了拉普拉斯变换形式卜的压电智能梁结构的阻抗矩阵，并基于阻抗矩阵研究如何建立压电智能梁结构的频率响应数值模型以及由此模型计算系统动态响应的方法，本文还研究了速度负反馈控制器作用下压电梁的控制系统性能：PPF控制器下不同系统输入时，系统的动态性能；不同控制器参数下，控制系统的效果。计算结果表明，本文模型能有效地与各种控制策略相结合，研究压电梁的振动控制问题。最后，本文还尝试由阻抗矩阵模型建立系统的TF控制模型，对于单个矩阵元素，此方法能在指定频域内得到很好的近似模型，对于由许多单元组成的压电梁，本文方法得到的结果能识别部分阶频率，因此需要进一步研究。振动是大自然中最普遍的现象，在现实的工业工程及实际生活中，人们常常遇到各种与振动有关的问题。譬如，我们常用的各种音响设备、医疗超声检测设备、雷达等设备及设施中，就利用了振动含有积极意义的一方面；另一方面，机床的剧烈振动导致工件的加工精度达不到要求、飞机机翼的颤振、飞机轮船等振动噪声过大导致乘客感到不舒适等则是振动消极一面的具体体现。为此，人们常常对这些设备的系统模型进行分析、研究，以期对振动进行控制：一方面提高起积极作用的振动的强度或将其控制在人们希望的程度上：另一方面尽可能地将起消极作用的振动削弱，达到不影响工业生产及生活的效果
标签： 阻抗法
上传时间： 2022-03-11
上传用户：qingfengchizhu
本次设计介绍了电力系统故障分析方法及 Matlab/Simulink的基本特点。通过算例对电力系统故障进行分析计算。然后对算例，运用 Matlab/Simulink进行电力系统故障仿真，得出仿真结果。并将电力系统故障的分析计算结果与 Matlab仿真的分析结果进行比较，从而得出结论。结果表明运用 Matlab对电力系统故障进行分析与仿真，能够准确直观地考察电力系统故障的动态特性，验证了 Matlab在电力系统仿真中的强大功能。关键词：电力系统：故障：Matlab；仿真短路是电力系统的严重故障。所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生系统通路的情况。电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10~15倍。大容量电力系统中，短路电流可达数万安。这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果供电网络中发生短路时，很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭员坏，同时使网络内的电压大大降低，因而破坏了网络内用电设备的正常工作，为了消除或减轻短路的后果，就需要计算短路电流，以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件
上传时间： 2022-04-02
上传用户：
作为一种全新的探测技术，激光雷达已广泛应用于大气、陆地、海洋探测、空中交会对接、侦察成像、化学试剂探测等领域。与传统雷达技术相比，激光雷达是一种通过发射特定波长的激光，处理并分析回波信号，实现目标探测的技术，具有高测量精度、精细的时间和空间分辨率，以及极大的探测距离等优点，目前已成为一种重要的探测手段。激光雷达探测系统需采用硬件电路实现系统的控制以及回波信号的处理、分析，从而实现目标距离、速度、姿态等参数的测量，因此研制高速、高精度、性能稳定、性价比高、保密性强的处理电路，对提升激光雷达探测系统的整体性能有着十分重要的意义。 激光雷达系统控制及信号处理电路有多种实现方案，传统的MCU实现方案较为普遍，但受线程的带宽限制，且难以提高系统的精度与复杂性；采用 FPGA、ARM或DSP实现信号处理架构，一定程度上提高了系统的带宽与复杂度，但成本较高，功耗较大，且开发周期较长。针对目前激光目标探测系统中，对系统控制复杂度，信号处理实时性，整体性能与功耗等要求，论文提出了一种基于 CPLD与MCU架构的电路改进方案。该方案采用高速并行的现场可编程PLD器件，完成相关电路的控制与回波信号的实时处理、分析；同时选用线程处理优势较强的MCU，实现相关信号的控制与高速串口的收发，完成PC软件终端的通信。 本文结合所提出的基于 CPLD与 MCU架构的硬件电路设计方案，选用了Altera的MAX II CPLD器件EPM240T100C5N，以及宏晶科技公司的增强型单片机STC12LE5A60S2，实现了激光雷达系统控制及信号处理等功能。文中详细介绍了实验系统的设备资源与硬件电路的模块化设计，完成了相关外设的驱动控制，并采用 CPLD与 MCU完成了回波信号的采集、处理与分析，最终通过与所设计PC软件终端的通信，实现与硬件电路板的实时数据上传。 目前板卡在100MHz主频下工作，可完成10kHz激光器的触发，并行实现回波信号的实时处理与分析，以及921600波特率下的高速串口通信。结合激光雷达实验系统，多次进行硬件电路的测试与实验，表明本文设计的激光雷达系统控制及信号处理硬件电路功能正常，性能稳定，且功耗低，保密性强，符合设计的需求，实验证明本文所提出方案的具有一定的可...
上传时间： 2022-05-28
上传用户：xsr1983
伴随着全球气候变暖和工业发展使得空气污染越来越严重的现状。再加上季节更替期间气温的变化，呼吸道疾病侵犯人们的身体健康的趋势正日益加重。而吃药打针输液等传统的治疗模式是无法满足治疗各种的当代复杂呼吸道疾病病，尤其是老人与儿童。 本论文研发了一款以STC单片机为核心的网式超声雾化器。网式超声雾化器是一种新型医疗仪器。该仪器采用了较为先进的脉冲宽度调制技术来直接控制换能器的工作频率;通过使用BOOST升压电路来提升换能器的震荡电压幅值。换能器将电能转换成高频振动，再经过变幅杆将振荡幅度放大。不需要使用加热或者化学方法将药液雾化。药液从微网孔板雾化喷出，形成可以被病人直接吸入的气雾，操作简单方便。 本论文介绍了网式超声雾化器的研究背景、雾化治疗的历史、雾化治疗的优势和雾化器的市场需求。然后简略描述了网式超声雾化器原理，最后着重介绍了网式超声雾化器硬件电路的设计与软件设计。其中在硬件设计部分主要介绍了电源处理模块、A/D采样模块、控制电路模块、升压电路模块、wifi控制模块、液晶显示模块、微控制器模块。软件设计使用C语言进行开发，软件模块主要包括主程序模块、AD采样模块、显示模块、PWM驱动模块、wifi转串口通信模块。 最后对研发系统的子模块进行了电路仿真。并对网式超声雾化器的电路输出进行了测试。
标签： 嵌入式
上传时间： 2022-05-28
上传用户：shjgzh
传统农业生产不仅受到气候与季节限制，而且严重受天气变化的影响，特别是像北方这样的春冬季节光照时间短、雪雨天气较多的地区，农作物的生长受到很大地限制。温室大棚的出现很好地解决了农业生产中的季节与天气问题，不仅显著的提高了农业的生产效率，而且将农业生产从自然生态束缚中解脱了出来。但是目前的温室大棚对部分环境因素的控制过分依赖于人工干预，而随着智能设备的发展，这样的温室大棚满足不了农业生产技术的智能化、信息化要求。 本文通过分析温室大棚中植物补光灯的应用问题，针对现有补光灯的补光量不准确、光质不纯、节能效果差等缺陷，提出了一种采用补光光源绿色环保、多变幻、寿命长等诸多优点的LED灯具，并结合实际补光需求设计了一款以LED为光源的温室大棚中智能补光控制系统。通过对植物生长所需的光源和光谱进行分析，选择易于被智能化控制的LED灯具，然后对单颗光源特性进行测试与研究，进而设计出不仅满足实际的需求，而且在整体均匀性方面达到最优的补光系统。依据LED的光电特性，利用STM32主控制器产生的PWM（脉冲宽度调制）来控制补光进而实现定质定量的补光。 这一款智能补光控制系统的设计实现了光质可调、光强的检测、智能化调光与控制等目标。设置不同的对照组实验来进行对比，实际测试表明，该系统也达到了预期的差额补光的设计目标，不仅补光效率高，而且操作方便，明显给温室大棚的发展带来了新的契机，同时该系统具有很强的实用性，在温室种植中必将具有广阔的前景。
上传时间： 2022-06-01
上传用户：jiabin
（一）电机问题(1) 电动机窜动：在进给时出现窜动现象，测速信号不稳定，如编码器有裂纹;接线端子接触不良，如螺钉松动等;当窜动发生在由正方向运动与反方向运动的换向瞬间时，一般是由于进给传动链的反向问隙或伺服驱动增益过大所致;(2) 电动机爬行： 大多发生在起动加速段或低速进给时， 一般是由于进给传动链的润滑状态不良，伺服系统增益低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是，伺服电动机和滚珠丝杠联接用的联轴器，由于连接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠丝杠与伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢;(3) 电动机振动：机床高速运行时，可能产生振动，这时就会产生过流报警。机床振动问题一般属于速度问题，所以应寻找速度环问题;(4) 电动机转矩降低： 伺服电动机从额定堵转转矩到高速运转时， 发现转矩会突然降低，这时因为电动机绕组的散热损坏和机械部分发热引起的。高速时，电动机温升变大，因此，正确使用伺服电动机前一定要对电动机的负载进行验算;(5) 电动机位置误差：当伺服轴运动超过位置允差范围时(KNDSD100 出厂标准设置PA17 ：400 ，位置超差检测范围)，伺服驱动器就会出现“ 4”号位置超差报警。主要原因有：系统设定的允差范围小;伺服系统增益设置不当;位置检测装置有污染;进给传动链累计误差过大等;(6) 电动机不转：数控系统到伺服驱动器除了联结脉冲+ 方向信号外，还有使能控制信号，一般为DC+24 V 继电器线圈电压。伺服电动机不转，常用诊断方法有：检查数控系统是否有脉冲信号输出;检查使能信号是否接通;通过液晶屏观测系统输入/ 出状态是否满足进给轴的起动条件;对带电磁制动器的伺服电动机确认制动已经打开;驱动器有故障;伺服电动机有故障;伺服电动机和滚珠丝杠联结联轴节失效或键脱开等。
标签： 伺服系统
上传时间： 2022-06-01
上传用户：
针对四轴飞行器飞行性能不稳定和惯性测量单元(IMU)易受干扰、存在漂移等问题,利用惯性传感器MPU6050采集实时数据,以经典互补滤波为基础,提出一种可以自适应补偿系数的互补滤波算法,该算法在低通滤波环节加入PI控制器,依据陀螺仪测得的角速度实时调节PI控制器补偿系数。飞行器姿态控制系统采用双闭环PID控制方法,姿态解算的欧拉角作为系统外环,陀螺仪角速度作为系统内环。最后,搭建以NI my RIO为核心控制器的四轴飞行器,通过Lab VIEW实现算法和仿真,实验结果表明,自适应互补滤波算法可以准确解算姿态信息,双闭环PID控制超调量小、反应灵敏,控制系统基本满足飞行要求。
标签： mpu6050 互补滤波 四旋翼飞控系统 双闭环PID LabVIEW语言
上传时间： 2022-06-13
上传用户：bluedrops
rC-BUs接口实时时钟RX-8025 SA/NB内置高精度频率调整的32768kHz水晶振子（Ta=+25℃时±5×106）对应rc-BUS高速模式（400kHz）时计（时、分、秒）、日历（年、月、日、星期）的计数功能（BCD代码）可选择12/24时间制自动判别至2099年的间年·内置高精度时计精度调整电路·对CPU的发生中断功能（周期1个月~0.5秒、具有中断请求、中断停止功能）·2个系统的闹钟功能（Alam-w：星期、时、分、Alarm_D：时、分）.32 768kHz时钟输出（带控制引脚的CMOS输出）对内部数据进行有效无效判定的振动停止检测功能电源电压监视功能（可选择检测标准电压）1.15V~55V的宽幅计时（保持）电压范围1.7v~5.5V的宽幅接口电压范围低消耗电流 0.48uA/3.0V（Typ）1.概要本模块是内置高精度调整的32 768kHz水晶振子的1c总线接口方式的实时计时器。除了具有6种发生中断功能、2个系统的闹钟功能、对内部数据进行有效无效判定的振动停止检测功能、电源电压监视功能等外，还配有时钟精度调整功能，可以对时钟进行任意精度调整。内部振荡回路是以固定电压驱动，因而可获得受电压变动影响小且稳定的3276skHz时钟输本产品功能多样，采用表贴封装形式，最适用于各种手机、携带终端及其他小型电子机器等。
标签： rx8025
上传时间： 2022-06-18
上传用户：d1997wayne
超声波测距是一种非接触式的测量方式，与其它方法相比（如电磁的或光学的方法），它不受光线、被测对象颜色的影响，对于被测物处于黑暗、有灰尘、烟雾、电磁干扰、有毒等恶劣的环境下有一定的适应能力。因此，研究超声波在高精度测距系统中的应用具有重要的现实意义。在本文中，首先阐述了超声波测距的发展及应用，超声波传感器，超声波测距的基本原理，超声波侧距系统的关键技术以及如何提高超声波测距的精度。然后设计一个小型的超声波高精度测距系统，详细论述了超声波测距系统的整体结构设计和工作原理，超声波发射与接收一体电路的实现，单片机C8051F010的特点以及单片机的外围电路和相应的集成开发环境，以及相关程序的设计。关键词：超声波，单片机，高精度测距利用超声波来实现定位是蝙蝠等生物作为防御和捕捉猎物的手段，生物体可以发射出人们不能听到的超声波（20KHz以上的声波），借助空气或其它介质传播。通过捕捉障碍物反射回来的时间间隔长短和反射回来的信号强弱来判断反射物的类型及距离的远近。超声学是近年来发展十分迅速的一门技术，人们采用仿真技能，利用超声波，已应用在很多方面。超声技术可分为检测超声和功率超声，作为检测用的超声波显然属于检测超声的范畴"。检测超声主要是利用超声的信息载体作用，即通过超声在媒质中的传播、吸收、散射、波形转换等，提取反映媒质本身特性或内部结构的信息，达到检测媒质性质、物体形状或儿何尺寸、内部缺陷或结构的目的。利用超声对目标进行检测有其独特的优点1回2：超声波在传播时，方向性强，能量易于集中，几乎沿直线传播；超声波能在各种不同媒质中传播，且可传播足够远的距离；超声波对色彩、光照度不敏感，对外界光线和电磁干扰不敏感，可以用于黑暗、有烟雾或灰尘、电磁干扰强等恶劣的环境中；超声波传感器结构简单，体积小，费用低，信息处理简单可靠，易于小型化和集成化。正因为超声波有着这些独特的优点，在国民经济和国防中越来越被人们所重视。
上传时间： 2022-06-18
上传用户：
