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基于单片机智能机器人控制系统研究设计

基于单片机智能机器人控制系统研究设计
基于单片机智能机器人控制系统研究设计

引言

单片机技术作为自动控制技术的核心之一,被广泛应用于工业控制、智能仪器、机电产品、家用电器等领域。随着微电子技术的迅速发展,单片机功能也越来越强大,本设计基于单片机技术、红外技术完成智能机器人控制系统设计。智能机器人研究在当前机器人研究领域具有十分突出的地位, 其显著的特点是具有环境感知、判断决策、人机交互等功能[1]。本智能机器人系统主要实现了步行、跟踪、避障、步伐调整、语音、声控、液晶显示,地面探测等功能。在遇到外界条件发生变化时,该机器人将采取不同的措施对待,较好地表现出该机器人的思考能力。

1 智能机器人简介

1.1 系统框图

该智能机器人控制系统采用两片AT89C51[2]控制,一片单片机MCU1用于整个系统的控制,另一片单片机MCU2用于驱动液晶屏LCM1602工作,它们之间通过I/O口通讯,以实现两片单片机共同工作的相互协调控制。系统框图[3]如图1所示。

图1 机器人控制系统结构图

设计中,MCU1的P1.0、P1.3分别接触觉传感器,P1.6-P1.7接视觉红外传感器,P2.0-P2.4口控制继电器驱动电路,P2.5口接地面探测传感器,P2.6-P2.7接步伐校正光耦器,P3.0-P3.5接I SD25120语音芯片。

1.2 实现功能

机器人在移动过程中,会发出语音提示:“目标搜索中”,同时液晶显示:“Target is in searchi ng”;前进过程中发现目标,语音提示:“发现目标”;液晶显示:“Find object”,机器人自动向该目标转向;对准目标后,语音提示:“锁定目标”,液晶显示:“Lock it”,同时机器人向目标继续前进;如机器人撞上目标,语音提示:“前方有障碍物”,液晶显示:“Obstacles impending”,机器人根据触角碰撞的先后顺序,向该相反的方向转角约100度,继续前进;当前方地面出现断层,语音提示:“危险,前方地面有断层”,液晶显示:“Warning,fault ahead”,同时机器人会向后退几步,转向后继续前进;如果机器人在转向过程中,步伐错乱,便会自动执行步伐调整程序,以校正步伐。

2 系统设计

2.1 驱动电路

要想让机器人有稳定行走能力,需要选择稳定的电动机驱动系统。本设计利用三极管放大作用对单片机I/O口电流进行放大,驱动继电器控制电动机转动。且不会对输入电流有任何影响,完全可以给电动机提供大电流,保证电路工作稳定。

电动机驱动电路采用两个NPN管对单片机AT89C51的I/O口输出电流信号放大,利用电阻R 19、R20作为三极管基极进行保护。当单片机I/O口有信号输出时,该电流经电阻后送入第一级三极管基极,使第一级三极管导通,导通电流经电阻送入第二个三极管基极,进一步放大电流,以达到继电器驱动电流。根据计算,送入继电器的电流是经过两极放大电路放大了约β2倍,9014在此做开关作用。经过两级放大后驱动继电器。如图2所示。

图2 电机驱动电路原理图

每个继电器相当于一个单刀双掷开关,由此,两个单刀双掷开关,组成电动机正反转控制电路,实现机器人前进、后退动作。

2.2 视觉电路

在此设计中,我们仅要求机器人发现并跟踪目标,不需要识别目标。因此采用最常用的红外线反射传感器来作为机器人的视觉功能,检测机器人前方是否有目标。该功能的实现采用的是两个型号为TX05D的红外线反射传感器[4]。TX05D常用的红外反射式接近开关,它内部有一红外线发射管和一红外线接收管。发射管发出红外线,如果其正前方没有物体,那么接收管接收不到红外线反馈信号。当前方出现物体时,红外线信号经过物体被反射了回来,这时接收管接收到信号,向单片机发出高电平信号,以告知单片机其前方出现障碍物。

两个红外线传感器安装在机器人前方的两侧,在机器人工作时,两个传感器始终向外发射红外线探测信号,当其中一个传感器接收到反馈信号时,便向单片机发出高电平信号,告知单片机该方向发现目标,单片机经过判断后,控制电动机向该方向转向,以实现跟踪功能。当两个传感器都感应到目标时,机器人便向着目标直着前进,直到撞上目标。

2.3 步伐调整电路

当机器人在前进过程中,如果电机转速不一致或者在转向过程中打乱了步伐,这时便会启动步伐调整功能,该功能是利用两个光耦来完成的。在机器人腿部,装有两片通过光耦的挡片,当机器人正常行走时,挡片会交替的打开和关闭光耦。如果两个光耦的状态始终不相同。那么就说明该机器人步伐正常。当光耦状态出现相同时,说明机器人步伐错乱,需要校正步伐。这时便会随机停下一条“腿”,等另一条“腿”走在合适位置,即光耦状态相反时,再作出同步前进。电路如图3所示。

2.4显示电路

本功能主要实现了人机交互的视觉平台。本设计采用LCM1602液晶显示模块,该模块是最常用的英文显示模块,它内部含有英文字库,使用方便,价格便宜。液晶显示功能是配合语音功能共同使用的附加功能,它的作用就是可以显示当前的状态,以实现机器人的人机交互显示功能。

LCM1602是一种16字×2行的字符型液晶模块[5],主要有总线连接方式和模拟口连接方式。本设计采用的是模拟口连接方式,它和前者相比,电路更加简洁。在该电路中,P1口给显示屏输送数据,P3.0到P3.2则控制向该显示屏读写数据的状态。VL管脚过1K电阻接地,作用是限制液晶显示的色度深浅。BLA和BLK则是背光灯电源接口。电路如图4所示。

图片看不清楚?请点击这里查看原图(大图)。

图4 显示电路原理图

设计中,P2口则是用于与MCU1通讯,它始终监控着MCU1的状态,以保持显示内容和语音同步。

2.5 语言电路

为了确保操作的无误性,运用声音进行第二重提示,本系统用到的ISD25120语音芯片是美国ISD公司生产的高保真录放一体化的单片固态语音集成电路,录放时间为120秒,可运行多段信息处理,可反复录音十万次[6],并且ISD25120使用时不需要考虑如何驱动语音芯片,只需要直接用51控制该语音电路的触发时间,播放出事先录好的声音文件,以实现机器人说话这个功能。电路如图5所示。

图5 语音电路原理图

2.6 亚超声接收电路

机器人上面装有一个亚超声接收模块,当接收到外部的亚超声,机器人会做出停止和运行动作,以实现机器人的听觉功能。该部分的实现采用了成品的亚超声接收板,在设计中,将其输出的信号经过光电开关转换成可以触发单片机I/O口的低电平开关信号,以告知单片机目前亚超声开关的状态。电路如下图6所示。

图6 亚超声接收电路原理图

3 总结

本机器人系统设计在一定程度上模拟了人类的视觉、触觉、听觉、语音及简单的思考能力,又在一定程度上实现了一个机器人最基本的人机交互显示功能,但新的需求和任务也对机器人的性能提出了更高的要求[7]。本系统利用双单片机通讯较好地处理了各传感器之间的协调问题,以及传感器之间的优先响应问题。

关于智能扫地机器人的市场调查报告以及总体设计

关于智能扫地机器人的市场调查报告以及总体设计 杨浩荣王健聪 (北京理工大学珠海学院电气工程及其自动化系) 引言:机器人技术作为20世纪最伟大的发明之一,自上世纪60年代问世以来,已获得巨大的进步。在机器人技术不断成熟的今天,机器人在工业领域大放异彩的同时,它已快速地在农业、军事、服务等非工业领域不断拓展,并取得一定的成果。 关键词:市场需求智能扫地机器人寻路算法 Market research report on intelligent robot sweeps the floor, and the overall design Yang Haorong Wang Jianlin Abstract:robot technology as one of the greatest inventions of the 20th century, since the 1960 s, has acquired great progress. In today's robot technology continues to mature, to shine in the field of industrial robot at the same time, it has quickly in non-industrial sectors such as agriculture, military and service development, and achieved certain results. Key words: market demand intelligent sweeping robot pathfinding algorithm 1.市场需求及其调查: 作为新兴的朝阳产业,机器人出现的时间虽然短暂,但是对社会的影响是巨大的,对人类的影响也是深远的。其中,服务型机器人因更为贴近人类的生活已经有越来越多的大企业把目光投注到服务型机器人上,并制定了一些列的产品开发战略规划,产品内容包括从提供家庭日常服务的机器人到机器人玩具。尤其是玩具机器人,因为技术起点相对低,目前已成为诸多大的生产厂家的追逐热点。 服务型机器人,如今的定义尚未统一。服务型机器人的范围很广。 为了更高地了解人们对服务型机器人的了解与期望,我们进行了问卷调查,调查结果如下:

工业机器人课程设计

河南机电高等专科学校《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称:多功能机械手 专业:机电一体化技术 班级:机电124班 扣号: 姓名:流星 2014 年 10 月 1 日

目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15) 一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展,各种电子产品和各种创新机械结构的出现,工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一

步提高,这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一,它不仅提高了劳动生产的效率,还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作,减轻人类劳动强度,可以说是一举两得。在机械行业中,机械手越来越广泛的得到应用,它可用于零部件的组装,加工工件的搬运、装卸,特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前,机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元,可以节省庞大的工件输送装置,结构紧凑,而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,应用规模和产业化水平低,机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高,从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此,进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化,我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分,用pc编程实现对机械手的自动控制,利用限位开关来保护电机和控制机械手位置的准停。 这个课题可以充分的体现机电一体化的由程序自动控制机械结构的运动,对自己以前的所学的课程也是一种巩固。另一方面这个机械手可以实现一定的搬运功能具有很强的实用性能。 2、发展现状和趋势

人工智能市场调研分析报告

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目录 第一节人工智能与深度学习 (3) 一、人工智能:让机器像人一样思考 (3) 二、机器学习:使人工智能真实发生 (4) 三、人工神经网络:赋予机器学习以深度 (4) 四、深度学习:剔除神经网络之误差 (5) 第二节深度学习的实现 (5) 一、突破局限的学习算法 (6) 二、骤然爆发的数据洪流 (6) 三、难以满足的硬件需求 (7) 第三节现有市场——通用芯片GPU (8) 一、GPU是什么? (8) 二、GPU和CPU的设计区别 (8) 三、GPU和CPU的性能差异 (9) 四、GPU行业的佼佼者:Nvidia (10) 五、Nvidia的市场定位:人工智能计算公司 (11) 六、Nvidia的核心产品:Pascal家族 (12) 七、Nvidia的应用布局:自动驾驶 (13) 八、Nvidia的产业优势:完善的生态系统 (14) 第四节未来市场:半定制芯片FPGA (14) 一、FPGA是什么? (14) 二、FPGA和GPU的性能差异 (15) 三、FPGA市场前景 (16) 四、FPGA现有市场 (17) 五、FPGA行业的开拓者:Intel (17) 六、Intel的产品布局 (17) 七、Intel的痛点:生态不完善 (18) 八、Intel的优势 (19) 第五节投资前景 (20)

第一节人工智能与深度学习 2016年,AlphaGo与李世石九段的围棋对决无疑掀起了全世界对人工智能领域的新一轮关注。在与李世石对战的5个月之前,AlphaGo因击败欧洲围棋冠军樊麾二段,围棋等级分上升至3168分,而当时排名世界第二的李世石是3532分。按照这个等级分数对弈,AlphaGo每盘的胜算只有约11%,而结果是3个月之后它在与李世石对战中以4比1大胜。AlphaGo的学习能力之快,让人惶恐。 一、人工智能:让机器像人一样思考 自AlphaGo之后,“人工智能”成为2016年的热词,但早在1956年,几个计算机科学家就在达特茅斯会议上首次提出了此概念。他们梦想着用当时刚刚出现的计算机来构造复杂的、拥有与人类智慧同样本质特性的机器,也就是我们今日所说的“强人工智能”。这个无所不能的机器,它有着我们所有的感知、所有的理性,甚至可以像我们一样思考。 人们在电影里也总是看到这样的机器:友好的,像星球大战中的C-3PO;邪恶的,如终结者。强人工智能目前还只存在于电影和科幻小说中,原因不难理解,我们还没法实现它们,至少目前还不行。 我们目前能实现的,一般被称为“弱人工智能”。弱人工智能是能够与人一样,甚至比人更好地执行特定任务的技术。例如,Pinterest上的图像分类,或者Facebook的

机器人课程设计报告范例

机器人课程设计报告范例

**学校 机器人课程设计名称 院系电子信息工程系 班级10电气3 姓名谢士强 学号107301336 指导教师宋佳

目录 第一章绪论 (2) 1.1课程设计任务背景 (2) 1.2课程设计的要求 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1 结构设计 (3) 2.2电机驱动 (4) 2.3 传感器 (5) 2.3.1光强传感器 (5) 2.3.2光强传感器原理 (6) 2.4硬件搭建 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1 步态设计 (8) 3.1.1步态分析: (8) 3.1.2程序逻辑图: (9) 3.2 用NorthStar设计的程序 (10) 第四章总结 (12) 第五章参考文献 (13)

第一章绪论 1.1课程设计任务背景 机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成.这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域,如汽车制造,医疗领域,如远程协助机器人,微纳米机器人,军事领域,如单兵机器人,拆弹机器人,小型侦查机器人(也属于无人机吧),美国大狗这样的多用途负重机器人,科研勘探领域,如水下勘探机器人,地震废墟等的用于搜查的机器人,煤矿利用的机器人。如今机器人发展的特点可概括为:横向上,应用面越来越宽。由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷,还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制,只要能想到的,就可以去创造实现;纵向上,机器人的种类会越来越多,像进入人体的微型机器人,已成为一个新方向,可以小到像一个米粒般大小;机器人智能化得到加强,机器人会更加聪明 1.2课程设计的要求 设计一个机器人系统,该机器人可以是轮式、足式、车型、人型,也可 以是仿其他生物的,但该机器人应具备的基本功能为:能够灵活行进,能感知光源、转向光源并跟踪光源;另外还应具备一项其他功能,该功能可自选(如亮灯、按钮启动、红外接近停止等)。 具体要求如下: 1、根据功能要求进行机械构型设计,并用实训套件搭建实物。 2、基于实训套件选定满足功能要求的传感器; 3、设计追光策略及运动步态; 4、用NorthStar设计完整的机器人追光程序;

三大关键技术决定人工智能未来

三大关键技术决定人工智能未来 摘要 : 机器理解语言的技术、知识挖掘技术、对人的建模技术这三大技术再经过一段时间的发展后,对破解图灵测试是有可能的。 科幻作品中我们经常能够看到与人类一样聪明的机器人,但机器是如何在这背后存储知识的?是如何推理知识并运用知识的?最后又是如何实现与人的交互的?此次在的百度BIG大会上,百度技术副总王海峰博士总结了实现人工智能的三大关键技术,基本回答了这些问题,虽然讲的比较简单,但由于信息量过大没有一定背景的人是很难听懂的,所以我纯粹来给各位科普下。 关键一,让机器理解语言的技术

理解语言是一个从词语逐渐递进到事件的过程。 1,分词技术 让机器理解语言,也就是要让机器学会自己思考,那么就需要让机器去理解语言。而汉语的 理解与英语相比起来就显得更加困难,在英语中每个单词都是基本上可以被机器直接读取的,但是汉语在分词上则更为困难。我们来举几个列子。 “你|老张|着什么急|啊” “你|老张着|什么嘴|啊” 上面是一个简单的列子,修改一个字,意思就相差十万八千里,而机器根据字的不同则可以勉强分出来。但是下面这个列子就折腾了。 “乒乓球拍卖完了” 机器该怎么分?这就困难了,机器既可以分出两种意思“乒乓球|拍卖|完了” “乒乓|球拍|卖完了”

那么困难就来了,我们如何告诉机器这句话中的词该怎么分呢?对于人来说很简单,根据前后文马上就能识别出来,但是对于机器来说则极为艰难。 2,句子的分析技术 分词问题解决之后便是分析句子的问题,请看下面两句“谢霆锋|是谁|儿子” “谢霆锋|儿子|是谁” 对于机器来说,这两句话获得的关键分词信息是一样的,都是“谢霆锋”、“是谁”、“儿子”,这三个关键分词信息。我们该如何告诉计算机,因为顺序先后的原因而导致的语义的天差地别呢? 这其中就需要对语言有很深入的分析,对语义理解,从而知道他们要找的答案是不一样。做到这单同样不容易。 3,上下文相关的分析技术 分析完一句话后,机器自然要推演到分析一篇文章的内容。 在《信息简史》中有一个很重要的信息原理,就是说当我们需要传递信息时,需要大量的冗余信息来保障信息的准确性,没用的废话越多则传递信息的准确性越高,同样对于让机器理解某句话也是基于同样原理。 但问题是,人可以依靠直觉抓取关键信息,而机器又凭借什么来抓取关键信息呢?又如何识别真正的信号与噪声?这也是至关重要的技术。 我们看以下三个列子

基于51单片机系统设计

基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 言: 随着现代信息技术的飞速发展,温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色,它对人们的生活具有很大的影响,所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元,为了进行数据处理,单片机控制数字温度传感器,把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后,发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态,同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示,可以使用按键来设置温度限定值,通过进行温度数据的运算处理,发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51,此芯片功能较为强大,能够满足设计要求。通过对电路的设计,对芯片的外围扩展,来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词:温度多路温度采集驱动电路 正文: 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度,将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换,转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口,经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164,经74LS164 窜并转换后,输出到数码管的7个显示段,用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C,因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出,4个LED为状态指示,其中,LED1为输出驱动指示,LED2为温度正常指示,LED3为高于上限温度指示,LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时,有p1.0输出驱动信号,驱动外设电路工作,同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后,温度下降,当温度降到正常温度后,LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降,当温度降到下限温度值时,p1.0信号停止输出,外设电路停止工作,同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后,温度开始上升,接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序,6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON 及数码管显示子程序DISP。 (1)主程序 主程序进行系统初始化操作,主要是进行定时/计数器的初始化。 (2)定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样,消除数码管温度显示的闪烁现象,用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到,调用温度采集机模数转换子程序ADCON,得到一个温度样本,并将其转换为数字量,传送给89C51单片机,然后在调用温度计算子程序CALCU,驱动控制子程序DRVCON,十进制转换子程序MERTRICCON,温度数码显示子程序DISP。

人工智能原理及其应用(王万森)第3版 课后习题答案

第1章人工智能概述课后题答案 1.1什么是智能?智能包含哪几种能力? 解:智能主要是指人类的自然智能。一般认为,智能是是一种认识客观事物和运用知识解决问题的综合能力。 智能包含感知能力,记忆与思维能力,学习和自适应能力,行为能力 1.2人类有哪几种思维方式?各有什么特点? 解:人类思维方式有形象思维、抽象思维和灵感思维 形象思维也称直感思维,是一种基于形象概念,根据感性形象认识材料,对客观对象进行处理的一种思维方式。 抽象思维也称逻辑思维,是一种基于抽象概念,根据逻辑规则对信息或知识进行处理的理性思维形式。 灵感思维也称顿悟思维,是一种显意识与潜意识相互作用的思维方式。 1.3什么是人工智能?它的研究目标是什么? 解:从能力的角度讲,人工智能是指用人工的方法在机器(计算机)上实现智能;从学科的角度看,人工智能是一门研究如何构造智能机器或智能系统,使它能模拟、延伸和扩展人类智能的学科。 研究目标: 对智能行为有效解释的理论分析; 解释人类智能; 构造具有智能的人工产品; 1.4什么是图灵实验?图灵实验说明了什么? 解:图灵实验可描述如下,该实验的参加者由一位测试主持人和两个被测试对象组成。其中,两个被测试对象中一个是人,另一个是机器。测试规则为:测试主持人和每个被测试对象分别位于彼此不能看见的房间中,相互之间只能通过计算机终端进行会话。测试开始后,由测试主持人向被测试对象提出各种具有智能性的问题,但不能询问测试者的物理特征。被测试对象在回答问题时,都应尽量使测试者相信自己是“人”,而另一位是”机器”。在这个前提下,要求测试主持人区分这两个被测试对象中哪个是人,哪个是机器。如果无论如何更换测试主持人和被测试对象的人,测试主持人总能分辨出人和机器的概率都小于50%,则认为该机器具有了智能。 1.5人工智能的发展经历了哪几个阶段? 解:孕育期,形成期,知识应用期,从学派分立走向综合,智能科学技术学科的兴起

机器人课程设计报告

机器人课程设计报 告

智能机器人课程设计 总结报告 姓名: 组员: 指导老师: 时间:

一、课程设计设计目的 了解机器人技术的基本知识以及有关电工电子学、单片机、机械设计、传感器等相关技术。初步掌握机器人的运动学原理、基于智能机器人的控制理论,并应用于实践。经过学习,具体掌握智能机器人的控制技术,并使机器人能独立执行一定的任务。 基本要求:要求设计一个能走迷宫(迷宫为立体迷宫)的机器人。要求设计机器人的行走机构,控制系统、传感器类型的选择及排列布局。要有走迷宫的策略(软件流程图)。对于走迷宫小车控制系统设计主要有几个方面:控制电路设计,传感器选择以及安放位置设计,程序设计 二、总体方案 2.1 机器人的寻路算法选择 将迷宫看成一个m*n的网络,机器人经过传感器反馈的信息感知迷宫的形状,并将各个节点的与周围节点的联通性信息存储于存储器中,再根据已经构建好的地图搜索离开迷宫的路径。这里可选择回溯算法。对每个网格从左到右,每个网格具有4个方向,分别定义。并规定机器人行进过程中不停探测前方是否有障碍物,同时探测时按左侧规则,进入新网格后优先探测当前方向的左侧方向。探测过程中记录每个网格的四个方向上的状态:通路、不通或未知,探测得到不同状态后记记录,同时记录当前网

格的四个方向是否已被探测过。若某网格四个方向全部探测过则利用标志位表示该网格已访问。为了寻找到从起点到终点的最佳路径,记录当前网格在四个方向上的邻接网格序号,由此最后可在机器人已探测过的网格中利用Dijkstra算法找到最佳路径。并为计算方便,记录网格所在迷宫中行号、列号。并机器人探索过程中设置一个回溯网格栈记录机器人经过的迷宫网格序号及方向,此方向是从一个迷宫网格到下一个迷宫网格经过的方向。设置一个方向队列记录机器人在某网格内探测方向的顺序。设置一个回溯路径数组记录需要回溯时从回溯起点到回溯终点的迷宫网格序号及方向。 考虑到迷宫比较简单,且主要为纵横方向的直线,可采用让小车在路口始终左转或者始终右转的方法走迷宫,也就是让小车沿迷宫的边沿走。这样最终也能走出迷宫。本次课程设计采用此方法。即控制策略为机器人左侧有缺口时,向左进入缺口,当机器人前方有障碍是,向右旋转180°,其余情况保持前进。 2.2 传感器的选择 由于需要检测机器人左侧和前方是否有通路,采用红外传感器对机器人行进方向和左侧进行感知。红外避障传感器是依据红外线的反射来工作的。当遇到障碍物时,发出的红外线被反射面反射回来,被传感器接收到,信号输出引脚就会给出低电平提示信号。本机器人系统的红外避障信号采用直接检测的方式进行,直接读取引脚电平。传感器感应障碍物的距离阈值能够经过调节

(完整word版)基于51单片机的温度控制系统设计

基于51单片机的水温自动控制系统 0 引言 在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。 1 设计任务、要求和技术指标 1.1任务 设计并制作一水温自动控制系统,可以在一定范围(30℃到96℃)内自动调节温度,使水温保持在一定的范围(30℃到96℃)内。 1.2要求 (1)利用模拟温度传感器检测温度,要求检测电路尽可能简单。 (2)当液位低于某一值时,停止加热。 (3)用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。 (4)无竞争-冒险,无抖动。 1.3技术指标 (1)温度显示误差不超过1℃。 (2)温度显示范围为0℃—99℃。 (3)程序部分用PID算法实现温度自动控制。 (4)检测信号为电压信号。 2 方案分析与论证 2.1主控系统分析与论证 根据设计要求和所学的专业知识,采用AT89C51为本系统的核心控制器件。AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS 8位微处理器。其引脚图如图1所示。 2.2显示系统分析与论证 显示模块主要用于显示时间,由于显示范围为0~99℃,因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。在显示驱动电路中拟订了两种设计方案: 方案一:采用静态显示的方案 采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路,其优点在于占用主控系统的I/O口少,编程简单且静态显示的内容无闪烁,但电路消耗的电流较大。 方案二:采用动态显示的方案 由单片机的I/O口直接带数码管实现动态显示,占用资源少,动态控制节省了驱动芯片的成本,节省了电 ,但编程比较复杂,亮度不如静态的好。 由于对电路的功耗要求不大,因此就在尽量节省I/O口线的前提下选用方案一的静态显示。

机器人课程设计报告范例

**学校 机器人课程设计名称 院系电子信息工程系 班级10电气3 姓名谢士强 学号107301336 指导教师宋佳

目录 第一章绪论 (2) 1.1课程设计任务背景 (2) 1.2课程设计的要求 (2) 第二章硬件设计 (3) 2.1 结构设计 (3) 2.2电机驱动 (4) 2.3 传感器 (5) 2.3.1光强传感器 (5) 2.3.2光强传感器原理 (6) 2.4硬件搭建 (7) 第三章软件设计 (8) 3.1 步态设计 (8) 3.1.1步态分析: (8) 3.1.2程序逻辑图: (9) 3.2 用NorthStar设计的程序 (9) 第四章总结 (11) 第五章参考文献 (12)

第一章绪论 1.1课程设计任务背景 机器人由机械部分、传感部分、控制部分三大部分组成.这三大部分可分成驱动系统、机械结构系统、感受系统、机器人一环境交互系统、人机交互系统、控制系统六个子系统现在机器人普遍用于工业自动化领域,如汽车制造,医疗领域,如远程协助机器人,微纳米机器人,军事领域,如单兵机器人,拆弹机器人,小型侦查机器人(也属于无人机吧),美国大狗这样的多用途负重机器人,科研勘探领域,如水下勘探机器人,地震废墟等的用于搜查的机器人,煤矿利用的机器人。如今机器人发展的特点可概括为:横向上,应用面越来越宽。由95% 的工业应用扩展到更多领域的非工业应用。像做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷,还有空间机器人、潜海机器人。机器人应用无限制,只要能想到的,就可以去创造实现;纵向上,机器人的种类会越来越多,像进入人体的微型机器人,已成为一个新方向,可以小到像一个米粒般大小;机器人智能化得到加强,机器人会更加聪明 1.2课程设计的要求 设计一个机器人系统,该机器人可以是轮式、足式、车型、人型,也可以是仿其他生物的,但该机器人应具备的基本功能为:能够灵活行进,能感知光源、转向光源并跟踪光源;另外还应具备一项其他功能,该功能可自选(如亮灯、按钮启动、红外接近停止等)。 具体要求如下: 1、根据功能要求进行机械构型设计,并用实训套件搭建实物。 2、基于实训套件选定满足功能要求的传感器; 3、设计追光策略及运动步态; 4、用NorthStar设计完整的机器人追光程序; 5、调试; 6、完成课程设计说明书,内容:方案设计、硬件搭建过程(附照片)、控制 算法流程、程序编写、调试结果、心得体会。

机器人关键技术分析

机器人关键技术分析 一、机器人传感器 机器人是由计算机控制的复杂机器,它具有类似人的肢体及感官功能;动作程序灵活;有一定程度的智能;在工作时可以不依赖人的操纵。机器人传感器在机器人的控制中起了非常重要的作用,正因为有了传感器,机器人才具备了类似人类的知觉功能和反应能力。 为了检测作业对象及环境或机器人与它们的关系,在机器人上安装了触觉传感器、视觉传感器、力觉传感器、接近觉传感器、超声波传感器和听觉传感器,大大改善了机器人工作状况,使其能够更充分地完成复杂的工作。由于外部传感器为集多种学科于一身的产品,有些方面还在探索之中,随着外部传感器的进一步完善,机器人的功能越来越强大,将在许多领域为人类做出更大贡献。 内传感器、位置(位移)传感器 主要有:速度和加速度传感器、力觉传感器、外传感器、触觉传感器、应力传感器、近度传感器、声觉传感器、接触式或非接触式温度传感器、滑觉传感器、距离传感器、视觉传感器。 二、机器人的机械设计 根据题目对所设计的机器人的要求,确定了要设计的机

器人的类型;确定机器人的自由度;拟定机器人手部的负载;从总体上确定机器人机械部分的设计方案;拟定关节型机器人控制系统总体方案;根据机器人的工作要求和结构特点,进行了机器人的总体设计,确定了机器人的外形尺寸和工作空间,拟定了机器人各关节的总体传动方案,对机器人腰关节结构进行了详细设计,合理布置了电机和齿轮,确定了各级传动参数,进行了齿轮、轴和轴承的设计计算和校核。利用齐次变换矩阵法建立了六自由度关节机器人的正运动学模型,求出机器人末端相对于各自参考坐标系的齐次坐标值,建立了在直角坐标空间内机器人末端执行器的位置和姿态与关节变量值的对应关系。对所设计的机器人进行理论计算;对其初步进行了运动学分析和动力学分析;确定机器人的驱动方式;对机器人机械系统的各组成部分进行具体的设计;确定各主要零部件的尺寸;确定各个部分的具体结构;利用Pro/E软件建立整个机器人结构的简单模型。 三、机器人程序设计 机器人编程为使机器人完成某种任务而设置的动作顺序描述。机器人运动和作业的指令都是由程序进行控制,常见的编制方法有两种,示教编程方法和离线编程方法。其中示教编程方法包括示教、编辑和轨迹再现,可以通过示教盒示教和导引式示教两种途径实现。由于示教方式实用性强,操作简便,因此大部分机器人都采用这种方式。离线编程方

基于51单片机的交通灯控制系统设计

目录 一引言 (2) 二概要设计 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2总体设计框图 (2) 三硬件设计 (3) 3.1LED循环电路设计 (3) 3.1.1 89cs51单片机概述 (3) 3.1.2 LED循环说明 (5) 3.2 倒计时显示电路 (5) 3.2.1 74LS164芯片 (5) 3.2.2 共阴极数码显示管 (6) 3.2.3 倒计时电路 (6) 3.2.4 急通车电路 (7) 四软件按设计 (7) 4.1 程序流程图: (7) 4.2 LED红绿灯显示 (8) 4.3倒计时显示 (9) 4.4 急通车控制 (9) 4.5程序代码 (9) 五总结 (9) 参考文献 (9) 附录一: (9) 附录二: (10)

基于51单片机的交通灯控制系统设计 摘要:在日常生活中,交通信号灯的使用,市交通得以有效管理,对于疏导交通流量、提高道路通行能力,减少交通事故有明显效果。交通灯控制系统由80C51单片机、键盘、LED 显示、交通灯延时组成。系统除具有基本交通灯功能外,还具有时间设置、LED信息显示功能,市交通实现有效控制。 关键词:交通灯,单片机,自动控制 一引言 当今,红绿灯安装在个个道口上,已经成为疏导交通车辆最常见和最有效的手段。但这个技术在19世纪就已经出现了。 1858年,在英国伦敦主要街头安装了以燃煤气为光源的红、蓝两色的机械般手势信号灯,用以指挥马车通行。这是世界上最早的交通信号灯。1868年,英国机械工程师纳伊特在伦敦威斯敏斯特区的会议大厦前的广场上,安装了世界上最早的煤气红绿灯。它由红绿两以旋转方式玻璃提灯组成,红色表示“停止”,绿色表示“注意”。1869年1月2日,煤气灯爆炸,是警察受伤,遂被取消! 电气启动的红绿灯出现在美国,这种红绿灯由红黄绿三色圆形的投光器组成,1914年始装于纽约市5号大街的一座高塔上。红灯亮表示“停止”,绿灯亮表示“通行”。 信号灯的出现,使得交通得以有效的管理,对于疏导交通流量、提高道路通行能力、减少交通事故有明显效果。1968年,联合国《道路交通和道路标志信号协定》对各种信号灯的含义作了规定。绿灯时通行信号灯,面对绿灯的车辆可以直行,左转弯和右转弯,除非两一种标志禁止某一种转向。左右转弯车辆必需让合法的正在路口内行驶的车辆和过人行横线的行人优先通行。红灯是禁行信号灯,面对红灯的车辆必需在交叉路口的停车线后停车。黄灯是警告信号,面对黄灯的车辆不能越过停车线,但车辆已经十分接近停车线而不能安全停车的可以进入交叉路口! 二概要设计 2.1 设计思路 利用单片机实现交通灯的控制,该任务分以下几个方面: a 实现红、绿、黄灯的循环控制。要实现此功能需要表示三种不同颜色的LED灯分别接在P1个管脚,用软件实现。 b 用数码管显示倒计时。可以利用动态显示或静态显示,串行并出或者并行并出实现。 C 实现急通车。这需要人工实现,编程时利用到中断才能带到目的,只要有按钮按下,那么四个方向全部显示红灯,禁止以诶车辆通行。当情况解除,让时间回到只能隔断处继续进行。 2.2总体设计框图 见图一:

智能扫地机器人课程设计

1、课题背景及研究的目的和意义 1.1课题背景 扫地机器人是服务机器人的一种,可以代替人进行清扫房间、车间、墙壁等。提出一种应用于室内的移动清洁机器人的设计方案。其具有实用价值。室内清洁机器人的主要任务是能够代替人进行清扫工作,因此需要有一定的智能。清洁机器人应该具备以下能力:能够自我导航,检测出墙壁,房间内的障碍物并且能够避开;能够走遍房间的大部分空间,可以检测出电池的电量并且能够自主返回充电,同时要求外形比较紧凑,运行稳定,噪音小;要具有人性化的接口,便于操作和控制。结合扫地机器人主要功能探讨其控制系统的硬件设计。 1.2研究目的和意义 国家农业智能装备工程技术研究中心邱权博士介绍说,扫地机器人可以看作是一种智能吸尘器,通过其基于传感器检测的智能运动规划算法使原本由人操作的吸尘器成为一个可自主运行的智能化设备。它通过各种传感器,比如碰撞开关、红外接近开关、超声传感器、摄像头等,来感知自身的位置和状态,通过智能算法决定当前的任务状态。它可以根据某个传感器检验地面清洁程度,根据历史信息确定哪些区域已经打扫过,它的充电座会发出红外线信息,在电量低于一定值后,它开始寻找红外信息来自动充电。防跌落是基于机器人底部所安装的红外传感器检测地面的距离,当距离发生变化时机器人将停止并改变路线。由于扫

地机器人是一个智能化产品, 1.3工作原理 扫地机器人机身为可移动装置,机器人依托红外识别以及超声波测距从而避障,配合芯片控制内部电机转动以及内部真空环境吸尘,通过路线设计,在室内自由行走,由中央主刷旋转清扫,并且辅以边刷,沿直线或者之字形活动路径打扫。 2、设计要求与内容 1)以 AT89S52系列单片机为核心设计移动清扫机器人电机驱动与控制电路,采用红外传感器和超声波传感器完成障碍物检测电路设计,完成充电站检测电路设计,完成避障算法与路径规划算法设计。 2)按键选择清扫模式和充电模式。 3)显示方式LED 显示当前时间和机器人当前工作状态。 3、系统方案设计 3.1设计任务 1)利用AT89S52处理器编程实现电机驱动。 2)液晶显示扫地机器人的内部参数。 3)当扫地机器人显示电量不足时,无线模块发送命令到充电桩,开始进行充电模式,此时红外发射光线充电桩与扫地机器人充电接口对接,此

机器人未来发展趋势之十大关键技术盘点

机器人未来发展趋势之十大关键技术盘点 前各个国家对机器人技术都是非常的重视,人们生活对智能化要求的提高也促进了机器人的发展,在这样的背景下,机器人技术的发展可以说是一日千里,未来机器人将在以下技术的基础上飞速发展。 人机交互技术 东芝在本周举办的CEATEC展会上发布了一款全新人形交互机器人,而其最大特色就是可以通过手语与人交流。 据悉,多亏了关节中内置的43个电动机,这个名叫AikoChihira的女性角色机器人的肢体运动相当自然流畅,这也让手语表达成为了可能。不过,机器人动作模拟技术目前还存在诸多限制,东芝计划在2020年以前推出更为全面智能的手语交互机器人,而实现这个目标就必须将语言表达、语音识别、动作控制等多个系统完美结合在一起。值得一提的是,AikoChihira计划的最终目标是为老人以及老年痴呆症患者提供服务,在陪伴他们的同时还能帮助医护人员或者其亲人进行实时监护。 除了东芝以外,很多科研机构也参与了AikoChihira计划。东芝已经和大阪大学展开了深入合作,而后者则一直致力于人形机器人的设计和开发工作,所以AikoChihira才会看起来如此真实。另外,芝浦科技学院和湘南工科大学在运动传感器技术和机器人驱动技术方面也给予该项目很大帮助,而东芝则创建了AikoChihira的运动控制与协调算法。 有感情的机器人:读懂表情 许多机器人的存在只是为了完成某些工作或特定的任务,有“情感”的机器人相信大家都只在电影中才会见到。来自东南大学机器人传感控制实验室的吴涓教授透露说,该实验室的研究团队已完成了情感交互机器人的初步设计。 一般来说,当人和机器人接触的时候,由于机器缺乏可辨认的性格,因此和人没有情感的互动。吴涓表示,其实只要把人的表情、动作的特定的信号提取出来,再交给机器人,那么它就会识别人的表情,辨别别人对它的动作到底是粗暴还是友好,从而做出相应的反应,可以与人的情感形成互动。 经初步设计,这个机器人通过提取人的嘴部、眼睛的几十个甚至数百个关键点的数据信号,从而能够非常准确地读懂人的高兴、愤怒、忧伤等种种表情,并将它们模拟出来。通过感觉、触觉的设计,该机器人也能够分辨对它进行的是抚摸还是按压、打击等动作,如果对它抚摸,它会开心地笑,如果对它打压,它则会表现出很忧伤,是个有感情的机器人。 吴涓分析说,由于目前对于人的情感的科学基础研究还不够,因此目前研究出来的情感交互机器人其实和真人的情感交互还有很大的距离,它只是能够识别一些简单的表情,对于动作的识别也局限于一些固定的动作,但是未来随着人机交互技术的进一步发展,我们和机器人的“情感”交流将会越来越顺畅。 软体机器人控制技术 机器人在大部分人眼里一直都是像擎天柱一样的钢筋铁骨,不过事实并不总是这个样子的。最近,来自美国普渡大学的研究人员就发明了一种由轻质惰性泡沫材料制成的软体机器人,为了让它像机器手臂一样可以自由弯曲,研究人员还在在泡沫材料的表面覆盖了一层特殊的“衣服”,而这层聚合物纤维在受热的情况下可以自由改变形状和坚硬度,作用就如同附着在骨骼上的肌肉一般。 该项目的负责人称,这种能够变形收缩的机械纤维将被广泛用于机器人领

基于51单片机的温度控制系统的设计

基于单片机的温度控制系统设计 1.设计要求 要求设计一个温度测量系统,在超过限制值的时候能进行声光报警。具体设计要求如下: ①数码管或液晶显示屏显示室内当前的温度; ②在不超过最高温度的情况下,能够通过按键设置想要的温度并显示;设有四个按键,分别是设置键、加1键、减1键和启动/复位键; ③DS18B20温度采集; ④超过设置值的±5℃时发出超限报警,采用声光报警,上限报警用红灯指示,下限报警用黄灯指示,正常用绿灯指示。 2.方案论证 根据设计要求,本次设计是基于单片机的课程设计,由于实现功能比较简单,我们学习中接触到的51系列单片机完全可以实现上述功能,因此可以选用AT89C51单片机。温度采集直接可以用设计要求中所要求的DS18B20。报警和指示模块中,可以选用3种不同颜色的LED灯作为指示灯,报警鸣笛采用蜂鸣器。显示模块有两种方案可供选择。 方案一:使用LED数码管显示采集温度和设定温度; 方案二:使用LCD液晶显示屏来显示采集温度和设定温度。 LED数码管结构简单,使用方便,但在使用时,若用动态显示则需要不断更改位选和段选信号,且显示时数码管不断闪动,使人眼容易疲劳;若采用静态显示则又需要更多硬件支持。LCD显示屏可识别性较好,背光亮度可调,而且比LED 数码管显示更多字符,但是编程要求比LED数码管要高。综合考虑之后,我选用了LCD显示屏作为温度显示器件,由于显示字符多,在进行上下限警戒值设定时同样可以采集并显示当前温度,可以直观的看到实际温度与警戒温度的对比。LCD 显示模块可以选用RT1602C。

3.硬件设计 根据设计要求,硬件系统主要包含6个部分,即单片机时钟电路、复位电路、键盘接口模块、温度采集模块、LCD 显示模块、报警与指示模块。其相互联系如下图1所示: 图1 硬件电路设计框图 单片机时钟电路 形成单片机时钟信号的方式有内部时钟方式和外部时钟方式。本次设计采用内部时钟方式,如图2所示。 单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器,引脚XTAL1和XTAL2分别为此放大器的输入端和输出端,其频率范围为~12MHz ,经由片外晶体振荡器或陶瓷振荡器与两个匹配电容一 起形成了一个自激振荡电路,为单片机提供时钟源。 复位电路 复位是单片机的初始化操作,其作用是使CPU 和系统中的其他部件都处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作,以防止电源系统不稳定造成CPU 工作不正常。在系统中,有时会出现工作不正常的情况,为了从异常状态中恢复,同时也为了系统调试方便,需要设计一个复位电路。 单片机的复位电路有上电复位和按键复位两种形式,因为本次设计要求需要有启动/复位键,因此本次设计采用按键复位,如图3。复位电路主要完成系统 图2 单片机内部时钟方式电路 图3 单片机按键复位电路

智能机器人课程设计报告[资料]

智能机器人课程设计报告[资料] 天津师范大学 计算机与信息工程学院 课程设计报告 课程名称: 机器人设计 设计题目: 专业: 信息工程 班级: 08(1)班 组别: 学生姓名: 吴雪萍学号: 08509205 起止日期: 2011年3月1日 ~ 2011年 7月1日 指导教师: 刘岩恺梁景莲 同组人员: 课程设计题目机器人设计实验 姓名吴雪萍学号 08509205 班级 08信息(1)班 班级专业信息工程 组别组长组员 指导教师刘岩恺梁景莲 课程 设计设计家庭组机器人和机器人行走目的 课程 设计Vc++ 环境

课程 设计 任务用C++语言设计一个颜色识别的程序和一个机器人行走程序 和要 求 课程设计内容描述: 1(绪论 通过学习机器人设计2课程~学会了家庭组机器人和足球机器人的一些理论知识。了解了机器人方向识别~动手调试了全景摄像头和前置摄像头~设置了场地、球门、白线、足球等的颜色数值。 2. 颜色识别的产生 结合梁老师给的人脸识别程序~通过改变人脸模型建立颜色识别程序。 3. 平台的选择及搭建 根据刘老师给的参考资料~首先安装了DirectX9.0 SDK和Visual C++软件~然后一步步的按照老师所给的步骤~先建立基本界面~接着编制串口通讯控制机器人 的程序~读取距离传感器信息等~最后得出了机器人行走程序如下。 课程设计源程序: 机器人行走 // VoyTestDlg.cpp : implementation file // #include "stdafx.h" #include "VoyTest.h" #include "VoyTestDlg.h" #ifdef _DEBUG

人工智能及其应用 习题参考答案 第1章

第一章绪论 1 什么是人工智能?试从学科和能力两方面加以说明。 答:人工智能(学科):人工智能(学科)是计算机科学中涉及研究、设计和应用智能机器的一个分支。其近期的主要目标在于研究用机器来模仿和执行人脑的某些智力功能,并开发相关理论和技术。 人工智能(能力):人工智能(能力)是智能机器所执行的通常与人类智能有关的智能行为,如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习和问题求解等思维活动。 2 为什么能够用机器(计算机)模仿人的智能? 答:物理符号系统假设:任何一个系统,如果它能够表现出智能,那么它就必定能够执行上述 6 种功能。反之,任何系统如果具有这6种功能,那么它就能够表现出智能;这种智能指的是人类所具有的那种智能。 推论:既然人是一个物理符号系统,计算机也是一个物理符号系统,那么就能够用计算 机来模拟人的活动。 因此,计算机可以模拟人类的智能活动过程。 3.现在人工智能有哪些学派?它们的认知观是什么? 答:符号主义,又称为逻辑主义、心理学派或计算机学派。认为人工智能源于数理逻辑。连接主义,又称为仿生学派或生理学派。认为人工智能源于仿生学,特别是人脑模型的研究。

行为主义,又称为进化主义或控制论学派。认为人工智能源于控制论。 4.你认为应从哪些层次对认知行为进行研究? 答:应从下面4个层次对谁知行为进行研究: (1)认知生理学:研究认知行为的生理过程,主要研究人的神经系统(神经元、中枢神经系统和大脑)的活动。 (2)认知心理学:研究认知行为的心理活动,主要研究人的思维策略。 (3)认知信息学:研究人的认知行为在人体内的初级信息处理,主要研究人的认知行为如何通过初级信息自然处理,由生理活动变为心理活动及其逆过程 (4)认知工程学:研究认知行为的信息加工处理,主要研究如何通过以计算机为中心的人工信息处理系统,对人的各种认知行为(如知觉、思维、记忆、语言、学习、理解、推理、识别等)进行信息处理。 5.人工智能的主要研究和应用领域是什么? 答:问题求解,逻辑推理与定理证明,自然语言理解,自动程序设计,专家系统,机器学习,神经网络,机器人学,模式识别,机器视觉,智能控制,智能检索,智能调度与指挥,分布式人工智能与 Agent,计算智能与进化计算,数据挖掘与知识发现,人工生命。 6、人工智能的发展对人类有哪些方面的影响?试结合自己了解的情况何理解,从经济、社会何文化等方面加以说明?

完整版单片机控制系统的设计

学号 07437230 常州大学 硬件实习报告 题目:步进电机单片机控制系统的设计 学生: 学院(系):专业班级: 指导教师: 通信(怀)081单片机原理与应用实习任务书 一、设计题目 步进电机单片机控制系统的设计 二、设计背景 步进电机是工业过程控制及仪表中的主要控制元件之一。它可以在机械结构中把丝杆的角度变成直线位移,也可以用它带动螺旋电位

通信工程系指导教师:孙守昌1、前言 1.1课题的背景、目的和意义 1.1.1课题设计的背景:

步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。通俗一点讲:当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度(及步进角)。您可以通过控制脉冲个数来控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时您可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。步进电机也是工业过程控制及仪表中的主要控制元件之一。它可以在机械结构中把丝杆的角度变成直线位移,也可以用它带动螺旋电位器,调节电压和电流,从而实现对执行机构的控制。在数字控制系统中,由于它可以直接接收计算机输出的数字信号,而不需要进行D/A转换,所以使用起来十分方便。步进电机具有快速的启停能力和精度高的显著特点,在定位场合得到了广泛应用。 1.1.2 课题设计的目的: (1)了解步进电机的结构和工作原理。 (2)掌握步进电机控制系统的设计方法及其调试技术。 (3)能够使用电路仿真软件进行电路调试。步进电机驱动控制系统设计内容 1.1.3 课题设计的意义: 随着工业自动化的发展,步进电机的应用越来越广泛。步进电机是用脉冲信号进行控制,将电脉冲信号转换成相应的角位移或线位移的微电动机,它最突出的优点是可以在宽阔的频率来实现调速,快速起停,正转反转控制及制动等,并且用其组成的开环系统既简单,廉价,又非常可行,因此在打印机等办公自动化设备以及各种控制装备等多领域有着极其广泛的应用。随着微电子和计算机技术的发展,步进电机的需求量与日俱增,研制步进电机驱动器具有十分重要的意义。 1.1.4课题的现状与发展趋势 步进电动机又称脉冲电动机或阶跃电动机,国外一般称为Stepping moter,pulse motor或Stepper servo,其应用发展已有80年的历史。正是由于步进电机具有突出的优点,所以成了机电一体化的关键产品之一,广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展。步进电机的需求量与日俱增,在各个国民经济领域都有应用。比如在数控系统中就得到了广泛应用。目前世界各国都在大力发展数控技术,我国的数控系统也取得了很大发展,我国已经能够自行研制开发适合我国数控机床发展需要的各种档次的数控系统。

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