| 【中文题名】 | 移动机器人路径跟踪控制方法研究 |
| 【英文题名】 | Research on Control for Path Following of Mobile Robot |
| 【学科专业】 | 控制理论与控制工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-5-23 |
| 【中关键词】 | 移动机器人,运动学模型,动力学模型,路径跟踪控制,临时路径生成,视线导航 |
| 【英关键词】 | mobile robots,kinematic model,dynamic model,path following control,temporary path generate,line of sight guidance,fuzzy rules,sliding mode control,modeling and simulating, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>机器人技术>机器人>智能机器人 |
| 【论文摘要】 | 移动机器人在军事侦察、扫雷排险、防核化污染等危险与恶劣环境中以及工业自动化生产的物料搬运上应用很广，而这些应用的实质大部分都属于路径跟踪控制问题。近年来，由于移动机器人广泛的应用前景，对其路径跟踪控制问题的研究在世界各国受到普遍关注，取得了许多颇具应用价值的成果。随着任务复杂性的增加，对移动机器人的要求也越来越智能化。目前，人工智能技术和计算机技术的迅速发展已经带动机器人的仿人工智能化研究取得了许多成果。然而，功能较完备的路径跟踪控制方法普遍具有计算复杂，不易实现等特点。
本文结合参与的“多机器人系统协调”项目，研究两轮差动驱动的移动机器人路径跟踪控制问题。考虑问题中存在的非完整性和机械性能等约束，主要针对路径跟踪算法优化问题，提出一种有效可行的方法。本文的研究工作及取得的成果如下：
(1)概述了移动机器人的国内外研究现状；
(2)介绍移动机器人系统结构和路径跟踪工作过程，并给出两轮差动驱动移动机器人的运动学模型和动力学模型，为设计正确的控制算法和实现运动仿真奠定了基础；
(3)从移动机器人的机械性能和路径跟踪的时效性出发，设计一种安全可靠的临时路径生成... |
| 【论文题纲】 |
|
摘要 |
4-5 |
|
ABSTRACT |
5-7 |
|
目录 |
7-9 |
|
第一章 绪论 |
9-16 |
|
1.1 概述 |
9-11 |
|
1.2 移动机器人研究现状和发展趋势 |
11-14 |
|
1.2.1 研究现状 |
11-13 |
|
1.2.2 发展趋势 |
13-14 |
|
1.3 本文的主要研究内容 |
14-16 |
|
第二章 两轮差动驱动移动机器人模型 |
16-24 |
|
2.1 移动机器人的结构 |
16-17 |
|
2.2 移动机器人的路径跟踪工作过程 |
17-18 |
|
2.3 移动机器人驱动控制系统模型 |
18-20 |
|
2.4 移动机器人运动学模型 |
20-21 |
|
2.5 移动机器人动力学模型 |
21-23 |
|
2.6 本章小结 |
23-24 |
|
第三章 移动机器人路径跟踪策略 |
24-39 |
|
3.1 路径跟踪系统构成 |
24-25 |
|
3.2 临时路径生成 |
25-34 |
|
3.2.1 生成方法 |
25-32 |
|
3.2.2 临时路径性能分析 |
32-34 |
|
3.3 参考信号生成 |
34-37 |
|
3.3.1 改进的视线导航算法 |
34-37 |
|
3.3.2 输出的调整 |
37 |
|
3.4 本章小结 |
37-39 |
|
第四章 路径跟踪控制律的设计 |
39-52 |
|
4.1 速度模糊控制器的设计 |
39-49 |
|
4.1.1 问题的分析 |
39-40 |
|
4.1.2 模糊控制系统的组成 |
40-42 |
|
4.1.3 语言变量及其模糊化 |
42-44 |
|
4.1.4 模糊规则和推理 |
44-46 |
|
4.1.5 清晰化计算 |
46-47 |
|
4.1.6 建立控制表 |
47-49 |
|
4.2 角速度滑模控制器的设计 |
49-51 |
|
4.3 本章小结 |
51-52 |
|
第五章 仿真与实验 |
52-66 |
|
5.1 临时路径的生成实例 |
52-54 |
|
5.2 仿真试验及结果分析 |
54-62 |
|
5.2.1 移动机器人模型的建立 |
54-56 |
|
5.2.2 仿真步骤 |
56-58 |
|
5.2.3 仿真结果分析 |
58-62 |
|
5.3 p3dx型移动机器人实验与结果分析 |
62-65 |
|
5.4 本章小结 |
65-66 |
|
第六章 总结与展望 |
66-68 |
|
6.1 全文总结 |
66 |
|
6.2 进一步的研究工作 |
66-68 |
|
参考文献 |
68-72 |
|
攻读硕士学位期间发表的论文 |
72-73 |
|
致谢 |
73-74 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.382930 |
