机器人控制导论实验报告.docx
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机器人控制导论实验报告
《机器人控制导论》
实验报告
姓名：
李小强
学号：
1110200125
南京理工大学自动化学院
实验一机器人U-II测试
一.实验目的
1、熟悉AS-UII机器人的组成结构和工作原理；
2、熟练操作使用AS-UII机器人；
3、掌握AS-UII机器人各项基本功能。
二、实验要求
1、可以明确能力风暴机器人的各个组成部分。
2、指出主要组成部分的结构和功能。
3、学会程序的调试和下载。
三、实验内容、步骤：
1．记录自检程序运行的结果，回答每一步用到的传感器和执行器。
（1）.LCD液晶显示是否正常？
运行结果:
显示正常,字符显示清晰，16×2个字符不应有缺行、缺列现象。
执行器:
LCD液晶显示器
（2）.扬声器（喇叭）是否正常？
运行结果:
正常。
扬声器所播放的乐曲应清晰洪亮，无明显噪声。
执行器：
扬声器
（3）.光敏传感器是否正常？
运行结果:
正常。
左右光敏传感器的感应数值随光强不同而变化，其范围为0～255。
光强越弱，数值越大，光强越强，数值越小。
在相同光强条件下，左右两光敏传感器数值偏差小于10。
传感器：
光敏传感器
执行器:
LCD液晶显示器
（4）.红外传感器是否正常？
运行结果：
正常。
屏幕上不显示测量值，只显示障碍物的方向，将障碍物放在机器人正前方，显示====，放在左侧，显示<<<<<,放在右侧，显示>>>>>。
传感器：
红外传感器
执行器:
LCD液晶显示器
（5）.话筒是否正常？
运行结果：
对着AS-UII话筒槽孔（蜂窝状小孔）说话，看LCD上的>增加。
传感器：
话筒
执行器:
LCD液晶显示器
（6）.碰撞传感器是否正常？
运行结果：
按动机器人下部的碰撞环，在LCD上能显示碰撞方位。
传感器：
碰撞传感器
执行器:
LCD液晶显示器
（7）.运动系统是否正常？
运行结果：
机器人可移动、转弯，同时在LCD上显示光电编码器累计计数值和瞬时电机转速。
传感器：
光电编码器
执行器：
直流电机、LCD液晶显示器
（8）.光电编码器是否正常？
运行结果：
机器人左、右轮子分别转动1圈，轮子内侧码盘也随之转动1圈，LCD上显示光电编码器的计数值约为33。
轮子连续转动，LCD上则显示光电编码器的累计计数值。
传感器：
光电编码器
执行器：
LCD液晶显示器
2．记录表演程序运行的结果，回答每一步用到的传感器和执行器。
（1）电子琴Piano
运行结果：
从不同的方位触动碰撞环，机器人会发出不同的声音。
传感器：
碰撞传感器
执行器：
扬声器
（2）声与光I'mindark
运行结果：
在明暗不同的光线下，机器人会发出不一样的叫声。
光线越暗，频率越高。
传感器：
光电传感器
执行器：
扬声器
（3）跟我走Follow
运行结果：
机器人会跟着前方的物体走。
能力风暴就像一个可爱的宠物。
如果碰撞刚刚结束，等待一会儿再跟踪；如果有碰撞，就地停下；如果没有发现可跟踪物就地停下；如果正前方有物体，向前走；如果右前有障碍，向右转弯；如果左前有障碍，向左转弯。
传感器：
碰撞传感器、红外传感器
执行器：
直流电机
（4）回声Echo
运行结果：
叫机器人一声，机器人就会回应一声。
传感器：
话筒
执行器：
扬声器
（5）走向亮光Gotolight
运行结果：
如果房间里点着一支蜡烛，机器人就会向蜡烛走过去。
把机器人放在黑暗的地方，机器人会朝有亮光的地方走去。
传感器：
光敏传感器
执行器：
直流电机
（6）三步舞I'mdancing
运行结果：
机器人会跳舞。
执行器：
直流电机
实验二机器人传感器实验
一.实验目的
1、掌握AS-UII机器人各传感器工作原理；
2、掌握简单的程序设计、了解流程图文件的使用。
3、掌握各传感器测试和使用方法
二.实验要求
使用VJC编写程序,并通过程序输出结果判断，测试传感器能否正常工作，如果不能工作，试分析原因。
三、实验内容、步骤
1.红外传感器实验
（1）红外传感器的库函数：
intir_detector（）红外传感器检测。
返回值意义：
0=>无障碍，1=>左边有障碍，2=>右边有障碍，4=>前方有障碍。
（2）测试程序
voidmain（）
{
while
（1）
{
printf（"IR=%b\n",ir_detector（））;
wait（0.5）;
}
}
（3）程序输出结果与分析
测试时将手放在机器人左边，LCD显示屏上显示00000001；将手放在机器人右边，LCD显示屏上显示00000010；将手放在机器人前方，LCD显示屏上显示00000100。
2.光敏传感器实验
（1）光敏传感器的库函数：
intphoto（）光敏传感器检测。
photo
（1）为检测左光敏，photo
（2）为检测右光敏，返回值为0～255的数字量。
（2）编写程序，当光线暗于一定值时，机器人将叫两声
voidmain（）
{
intright;
while
（1）
{
right=photo
（2）;
if（right>240）
{
beep（）;
beep（）;
}
}
}
（3）程序输出结果与分析
将机器人置于光电较暗的环境中，机器人会叫两声。
3.碰撞传感器实验
（1）碰撞传感器的库函数：
intbumper（）碰撞传感器检测。
返回值的意义：
1左前，2右前，4左后，8右后，3前，12后，5左，10右。
（2）编写程序，碰到障碍物后，机器人自动绕开并发出声音。
voidmain（）
{
intbumpvalue;
while
（1）
{
bumpvalue=bumper（）;
if（bumpvalue==1）
{
beep（）;
beep（）;
stop（）;
wait（1.0）;
drive（-50,0）;
wait（1.0）;
drive（50,50）;
wait（0.5）;
}
elseif（bumpvalue==2）
{
beep（）;
beep（）;
stop（）;
wait（1.0）;
drive（-50,0）;
wait（1.0）;
drive（50,-50）;
wait（0.5）;
}
drive（50,0）;
}
}
（3）程序输出结果与分析
当左前方检测到障碍物时，机器人叫两声，后退并右转；当右前方检测到障碍物时，机器人叫两声，后退并左转；无障碍时机器人会一直往前走。
4.声音传感器实验
（1）声音传感器的库函数：
intmicrophone（）声音传感器检测。
返回值为0～255的数字量。
（2）编写程序，听到声音后，机器人开始运动。
voidmain（）
{
intb=1;
intmic;
while
（1）
{
mic=microphone（）;
printf（"mic=%d\n",mic）;
wait（0.5）;
if（mic>40）b=b*（-1）;
if（b==-1）drive（100,0）;
if（b==1）stop（）;
}
}
（3）程序输出结果与分析
第一次声音大于40时，能力风暴智能机器人全速前进，第二次声音大于40时能力风暴智能机器人停止运动；如此循环。
实验三机器人运动控制实验
一.实验目的
1、掌握AS-UII机器人运动控制系统组成和工作原理；
2、熟练编写运动控制程序。
二.实验要求
应用VJC语言编写程序，使机器人能够按照要求实现运动。
三、实验内容、步骤：
1.速度75，前进3秒，停止2秒，再以速度100，前进2秒，停止。
voidmain（）
{
drive（75,0）;
wait（3.0）;
stop（）;
wait（2.0）;
drive（100,0）;
wait（2.0）;
stop（）;
}
2.把1中动作做完循环体，执行三次。
voidmain（）
{
inti=0;
for（i=0;i<3;i++）
{
drive（75,0）;
wait（3.0）;
stop（）;
wait（2.0）;
drive（100,0）;
wait（2.0）;
stop（）;
}
stop（）;
}
3.为什么机器人直走远了，轨迹会偏，如何调校
上述的控制为开环控制，不反馈任何速度值和方向值，由于摩擦等扰动的存在，机器人会偏离理想路线，而且机器人没有自校正能力，所以当机器人直走远了，轨迹会偏。
引入反馈，可以采用PID控制，将采集到的方向值和速度值送入控制器，计算机器人的轨迹偏差，产生控制量去纠正偏差，这样必须合理选择PID参数。
实验四机器人避障实验
一.实验目的
1、掌握AS-UII机器人避障工作原理；
2、熟练编写机器人避障控制程序。
二、实验要求：
分别用流程图和VJC编写程序，要求机器人直行或者避开障碍物前行。
*用红外线传感器判断障碍物，并且躲避发出警报。
*机器人可以绕过障碍物，回到直线行走。
三.实验场地
实验场地范围大体为2.5m×2.5m的正方形区域，内有分隔小区及障碍物，隔板距离及长度不小于20cm。
四、实验内容、步骤
1、程序流程图
2、VJC程序
intir_1=0;
voidmain（）
{
while
（1）
{
drive（80,0）;
wait（0.500000）;
stop（）;
ir_1=ir_detector（）;
if（ir_1==2）
{
drive（0,-30）;
wait（1.000000）;
stop（）;
}
else
{
if（ir_1==1）
{
drive（0,30）;
wait（1.000000）;
stop（）;
}
else
{
if（ir_1==4）
{
drive（-30,0）;
wait（1.000000）;
stop（）;
drive（0,30）;
wait（1.000000）;
stop（）;
}
}
}
}
}
3、运行结果
当前方有障碍物时，机器人会避开障碍物前行。
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