题目：模块化移动机器人控制系统设计及功耗分析

本文以国防基础科研项目——“微小型地面机器人技术研究”为课题背景，对微小型地面机器人的模块化控制系统进行研究，设计并制作了一套自成一体的相对于地面移动机器人独立的、适用大多数地面移动机器人（主要是履带与轮式机器人）的，并且具有通用性、开放性、扩展性的通用机器人控制系统。论文首先分析了微小型地面机器人中微小型地面机器人的发展与任务需求，总结其设计过程中的关键技术，并提出了一种应用于半自主微小型地面机器人的基于模块化的控制体系结构，同时针对提出的控制体系结构，完成了一种基于模块化的硬件电路与相应软件的设计。 其次，在基于模块化控制系统的硬件电路与软件电路的基础上，针对地面移动机器人运动控制的需求，采用了角速率传感器ADS150，实现了机器人行走直线与精确转弯的运动控制研究。然后，针对此微小型地面移动机器人，分析了机器人能源管理及优化的必要性，并基于实验数据建立了机器人系统功耗模型，同时提出“动态电源管理”的方法，并证明了其对于降低机器人功耗的可行性。最后，以地面移动机器人Voyager为平台进行了控制系统的验证，解决了控制系统在不同机器人平台下的裁减与集成问题，通过在多种机器人平台上的应用，验证了控制系统的可行性与通用性；同时，通过实验，验证了机器人的运动性能与动态电源管理的可行性。