移动机器人在自动控制原理教学中的应用研究.pdf
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1、-1-www.ivypub.org/med Mechanical Engineering and Design Volume 6,2023,PP.1-7 Research on the Application of Mobile Robot in the Course of Automatic Control Principle Chuan Ji Shandong Jiao Tong University,School of Aeronautics,Jinan,Shandong,250357,China Email:allen_ Abstract This paper mainly discu
2、sses the application of mobile robot in the course of automatic control principle.Based on the background of measurement and control technology and instrument specialty,the dynamic system modeling and trajectory tracking controller design of mobile robot are taken as the main tasks.The theoretical a
3、pplications of dynamic system modeling and PID controller design are mainly introduced,and the simulation is carried out by using MATLAB robot toolbox,which reflects the characteristics of close combination of control courses with professional background.The application of mobile robot car can make
4、students integrate theory with practice in learning and apply what they have learned.Keywords:Automatic Control;Tracking Control;PID Control 移动机器人在自动控制原理教学中的应用研究*冀川 山东交通学院航空学院,山东济南 250357 摘 要:本文主要讨论移动机器人在自动控制原理课程中的应用。结合测控技术与仪器专业背景,以移动小车机器人动态系统建模和轨迹跟踪控制器设计为主要任务,主要介绍动态系统建模、PID 控制器设计等理论应用,并利用 MATLAB 机器
5、人工具箱进行仿真模拟,体现测控专业控制类课程紧密结合专业背景的特色。移动机器人小车的应用更能让学生在学习中理论联系实际,学以致用。关键词:自动控制;跟踪控制;PID控制 引言 自动控制原理课程的理论性强、概念抽象,知识点较多,学生在理论学习中很难把握住一条主线1。测控技术与仪器专业的学生在专业课的学习中,很难做到对控制理论和传感器的应用之间的关系有一个深入的理解。通过将移动机器人小车2这样一个集控制与传感器于一身的载体用于自动控制原理课程的教学中,可以很好的拉近理论与实践的距离,使得学生更容易接受并消化所学的理论知识,并且可以进一步的进行知识的扩展,将一些有效的控制器的设计思想应用到其它智能传
6、感器设备的控制中。移动机器人小车是一种典型的自动控制系统,移动机器人小车的建模、分析与设计是自动控制的具体实现,可以作为自动控制原理教学的应用实例。本文以移动机器人小车的建模与控制为指引,主要探讨自动控制原理在移动机器人小车系统建模、PID 控制器设计及 MATLAB/Simulink 仿真模拟等方面的课程设计。*基金资助:本文系山东交通学院教学改革资助项目(2018YB31)-2-www.ivypub.org/med 一、移动机器人小车动力学建模 图 1 机器人小车模型3 移动小车的模型是如图 1 所示的双轮车模型,它的后轮固定在车体上,前轮可以绕水平轴转动以完成车辆的转向。该车的位置和姿态
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