电脑鼠模糊pid控制算法研究new

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1、分类号：TP2410710．0724063谖步犬海硕士学位论文电脑鼠模糊PID控制算法研究导师姓名职称申请学位级别论文提交日期学位授予单位薛艳茹锋副教授答辩委员会主席学位论文评阅人汪贵平教授虞鹤松教授巨永锋教授ⅡFuzzyADi重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。‘论文作者签名：。锡枷弘／。年f月27日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发

2、表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：锡栖导师签名：茹绛砂

3、o年【玛i日劢如年f月矽日摘要融合了电机控制、红外传感器和智能算法等技术为一体的电脑鼠实际上是一个自主式移动机器人。当电脑鼠处于迷宫中时，它必须自行搜索路径并在迷宫中前进、记忆迷宫资料、计算最短路径、搜寻终点等。而电机是电脑鼠至关重要的一个组成部分，它要根据微控制器传来的信息控制电脑鼠启动、直行、转弯、停止等

4、动作。由于步进电机多为开环控制，并且具有失步、振荡等缺点，为了使电脑鼠能更加准确和稳定的完成迷宫任务，本文设计了步进电机闭环模糊PID控制器和直流电机模糊PID控制器，并给出了电脑鼠的硬件结构及软件程序流程图。本文的研究内容主要有以下两个方面：(1)由于电脑鼠在迷宫中转弯、走直线等动作和行走的速度都要靠电机驱动和控制，得出电机是电脑鼠基本动作控制的核心。针对电脑鼠步进电机开环运行的缺点，提出了步进电机闭环控制和直流电机控制的方法。(2)在分析比较传统PID控制方式的基础上设计了步进电机闭环模糊PID控制器和直

5、流电机模糊PID控制器。在MATLAB／Simulink仿真环境下，分别建立了步进电机闭环控制模型和直流电机控制模型，并针对以上两种模型进行了详细的仿真分析。结果表明，加入模糊PID策略后，减小了步进电机开环控制下的失步、丢步现象，加快了系统的响应速度，提高了系统的稳定性。关键字：电脑鼠、电机、模糊PID控制、MATLAB／SimulinkcontrolmethodandDCmotormethodareproposed．(2)BasedonanalyzedandcomparedtheclassicPIDmet

6、hod，thesteppermomrclose-loopfuzzyPIDcontrollerandDCmotorfuzzyPIDcontrolleraredesigned．UndertheMATLAB／Simulinkenvironment，thesteepermotorclose—loopmodelandDCmoormodelareestablished，andadetailedsimulationanalysisaboutthetwomodelsiscarriedout．Theresultsshowtha

7、tbecauseofthefuzzyPIDalgorithm，theoutofstepandloststepphenomenaarereduced，thesystem’Sspeedofresponseisaccelerated，thesystem’Sstabilityisincreased．Keywords：Micromouse；Motor；FuzzyPIDcontrol；MATLAB／SimulinkⅡ目录第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l1．1课题研究的背景及意义⋯

8、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l1．1．1课题研究的背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．11．1．2研究电脑鼠的现实意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．21．2国内外研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．2．1国内外智能机器人的发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．2．2迷宫电脑鼠的发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．31．2．3模糊控制方法的研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．41．

9、3论文研究问题的提出⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41．4论文的主要内容及章节安排⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5第二章电脑鼠的控制策略分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．1电脑鼠速度控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62．2电脑鼠走直线控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．102．2．1电脑鼠的姿势修