摘要：基于0.18μm标准CMOS工艺设计了一款高性能的二级运算放大器,输入级采用pmos差分对输入的折叠式共源共栅结构,输出级采用共源级结构,两者级联实现双端输入单端输出;整个电路由带隙基准源提供稳定的偏置。在1.8V工作电压和0.9V共模电压下进行仿真,该运放静态功耗为1.37mW,开环直流增益为117.36dB,相位裕度为77.73°,单位增益带宽100.4MHz(负载电容2pF),压摆率为51.24V/μs,共模抑制比为109.41dB,负电源抑制比为123.58dB,版图面积为180μm×253.5μm。仿真结果表明本文设计的电路结构稳定,性能优越。

摘要：针对笼养鸡舍内鸡笼密度大、网状结构的鸡笼回波信号弱、路径狭窄导致的巡检机器人障碍物感知难度大、导航控制精度低的问题,该研究设计了一套基于多传感器感知的笼养鸡舍巡检机器人惯性导航系统,实现了巡检机器人在笼养鸡舍内真实作业环境下的自主导航避障和示教轨迹跟踪。首先,针对笼养鸡舍内的真实作业环境,通过对超声波传感器阵列进行优化布局,采用滑动窗口检测方法处理多超声波传感器阵列感知的数据,以提升巡检机器人障碍物感知灵敏度和精度。然后提出了基于红外传感器数据差分的位姿矫正算法,实现了巡检机器人在笼养鸡舍内的相对位姿矫正。最后提出了基于位置点和航向角约束的示教轨迹跟踪方法,通过采集机器人示教轨迹的关键点位姿信息,实现了巡检机器人的示教轨迹跟踪。试验结果表明,该研究提出的基于多传感器感知的滑动窗口检测方法,障碍物距离感知误差不超过3.5 cm,差分法位姿矫正算法的最大横向偏差不超过6 cm,最大角度偏差不超过3.89°,不同速度下轨迹跟踪的最大位置平均偏差不超过4.03 cm,最大位置标准差不超过1.20 cm,最大角度平均偏差不超过3.15°,最大角度标准差不超过1.13°。该研究提出的基于多传感器感知的笼养鸡舍导航避障和示教轨迹跟踪方法,实现了笼养鸡舍内真实环境下机器人的巡检可靠避障、精准自主导航,所设计的惯性导航系统适应性强,稳定性好,成本低,为笼养鸡舍自主巡检、自主作业以及笼养鸡养殖产业智慧化发展提供了技术支撑。