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移动机器人网络控制中的关键技术研究

作者：赵全保 Publish: 2007-8-1 Hits:-

【中文题名】

移动机器人网络控制中的关键技术研究

【英文题名】

Research on Critical Techniques in Networked Control for Mobile Robot

【学科专业】

机械电子工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-8-1

【中关键词】

移动机器人,网络控制,时延,,,

【英关键词】

mobile robot,networked control system,time delay,

【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>

【论文摘要】

随着互联网技术的发展,与互联网相结合的学科不断呈现出新的活力。移动机器人的网络控制是机器人学、计算机、通讯技术和控制技术相融合所形成的一个较新的研究方向。网络控制需要克服时延的不确定性对控制系统稳定性的影响。在移动机器人的网络控制中,把网络时延、机器人采样频率和控制三者相结合进行分析以增加系统的稳定性。本文介绍了作为被控对象的移动机器人的结构,并建立此机器人的运动学模型;根据对网络时延产生的部分原因进行了分析,针对互联网的特点,利用互联网的HTTP协议设计出可以通过防火墙的网络时延检测的方案;根据移动机器人的数学模型,建立了该移动机器人网络控制系统传递函数和状态方程模型,讨论采样周期和网络时延对网络控制系统稳定性的影响。通过移动机器人控制实验系统,设计了一个能处理网络时延的状态观测器。为了机器人的远程控制端可以获得很直观图像信息,利用Windows2000操作系统提供的VFW(Video for Windows SDK)进行图像采集,利用Socket进行视频传输。最后根据对网络时延、网络控制系统稳定性和控制方式之间关系的分析,搭建了具有视频监控多种控制方式的移动机器人网络控制系统实验平台。...

【论文题纲】

摘要	5-6
ABSTRACT	6-9
第一章绪论	9-14
1.1 引言	9-10
1.2 国内外研究现状	10-12
1.2.1 国内外较为成功的实例	10-11
1.2.2 面向市场的远程控制技术的机器人产品	11
1.2.3 国内外关于网络时延的研究	11-12
1.3 互联网机器人研究的现实意义	12-13
1.4 本文的研究内容和组织	13-14
第二章移动机器人系统结构	14-19
2.1 TUT-1 机器人平台	14
2.2 TUT-1 机器人控制系统	14-15
2.3 TUT-1 机器人硬件系统	15
2.4 AS-R 机器人平台	15
2.5 AS-R 基本配置功能模块	15-16
2.6 移动机器人的运动学模型	16-18
2.7 本章小结	18-19
第三章网络时延检测与分析	19-25
3.1 网络时延产生的原因	19
3.2 网络时延的检测方法	19-23
3.2.1 基于HTTP 网络时延检测	20-23
3.2.2 实验分析	23
3.3 时延分类	23-24
3.3.1 稳定型时延	24
3.3.2 相对稳定型时延	24
3.3.3 大波动型时延	24
3.4 本章小结	24-25
第四章移动机器人网络控制系统模型与输出反馈控制	25-35
4.1 网络控制系统常用模型	25
4.2 网络控制系统	25-27
4.2.1 移动机器人网络控制系统	25-26
4.2.2 机器人本地的控制系统	26-27
4.3 系统建模分析	27-29
4.4 仿真实验	29-31
4.5 输出反馈控制	31-34
4.6 本章小结	34-35
第五章网络控制系统的视频编码与传输	35-44
5.1 视频编码及其常用的视频格式	35-37
5.2 网络控制系统视频采集技术	37
5.3 网络控制系统采用的压缩算法	37-39
5.4 网络视频传输	39-41
5.4.1 计算机网络的体系结构	39-40
5.4.2 Winsock 规范	40-41
5.5 用UDP 和RTP 实现图像传输并进行实时优化	41-43
5.6 结论	43-44
第六章移动机器人网络控制系统的实验平台	44-49
6.1 远程控制系统分析	44-45
6.2 递阶智能控制	45
6.3 系统架构	45-47
6.4 实验平台	47-48
6.5 结论	48-49
第七章实验与实验分析	49-53
7.1 实验数据	49-52
7.2 实验分析	52-53
结论	53-54
参考文献	54-57
参与项目及发表论文	57-58
致谢	58-59

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.384355



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