| 【中文题名】 | 非完整性移动机器人体系结构设计与轨迹跟踪控制研究 |
| 【英文题名】 | Research on Design of Nonholonomic Mobile Robot System Structure and Its Trajectory Tracking Control |
| 【学科专业】 | 模式识别与智能系统 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-27 |
| 【中关键词】 | 非完整移动机器人,体系结构,模糊控制,神经网络,轨迹跟踪, |
| 【英关键词】 | Nonholonomic Robot,System Structure,Fuzzy Control,Neural Network,Trajectory Tracking, |
| 【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】 |
近几年,随着计算机技术、电子工程、控制理论、人工智能理论、传感器等技术的不断成熟和发展,由多学科交叉而形成的机器人学研究也进入了一个崭新的阶段。从可编程的、示教再现型的工业机器人到具有一定传感和适应能力的机器人,再到配备多种先进传感器,具有较强的适应能力的智能机器人,机器人学的研究工作经历了一个从简单到复杂,从功能单一到功能多样,从工业制造领域到军事侦察、核工业、航空航天、服务业、医疗器械、基因工程等诸多领域的过程。可以预见,在不久的将来,机器人技术在各个领域的应用将会更加广泛和深入。而各种机器人系统在实际工作中的广泛应用又为机器人学提出了新的要求和新的研究课题。机器人系统的控制学研究就是在这些新的应用需求驱动下提出,并随着机器人学的不断发展而逐渐成为机器人学研究的一个重要分支。本文回顾了机器人的历史、现状,深入研究了移动机器人的分类,给出了机器人跟踪控制的有效方法。
在本文中,首先详细介绍了设计的轮式移动机器人的硬件和软件体系结构,说明了如何组织和控制体系结构实现机器人所需完成的功能。然后,给出了具有广泛应用意义的非完整性轮式移动机器人的定义,并分析了和推导了机器人的运动学和动力学模型,之... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-10 |
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第1章 绪论 |
10-27 |
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1.1 机器人介绍 |
10-12 |
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1.2 移动机器人的发展及研究现状 |
12-18 |
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1.2.1 国外移动机器人的发展概况 |
12-13 |
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1.2.2 国内移动机器人的研究概况 |
13-14 |
|
1.2.3 机器人的发展趋势及方向 |
14-18 |
|
1.3 移动机器人的分类 |
18-20 |
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1.4 轨迹跟踪问题研究 |
20-26 |
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1.4.1 基本控制问题定义 |
20-23 |
|
1.4.2 轮式移动机器人控制技术的发展 |
23-26 |
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1.5 本文所开展的研究工作 |
26-27 |
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第2章 轮式移动机器人体系结构研究 |
27-39 |
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2.1 机器人硬件结构 |
27-34 |
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2.1.1 性能指标与组成 |
27-29 |
|
2.1.2 移动机构 |
29-30 |
|
2.1.3 电子系统 |
30-34 |
|
2.2 软件结构 |
34-38 |
|
2.2.1 软件体系结构 |
34-37 |
|
2.2.2 软件系统 |
37-38 |
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2.3 本章小结 |
38-39 |
|
第3章 非完整性轮式移动机器人的数学模型 |
39-49 |
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3.1 非完整约束和非完整约束轮式移动机器人 |
39-41 |
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3.2 非完整移动机器人系统的结构和模型 |
41-49 |
|
3.2.1 非完整移动机器人的结构 |
41-44 |
|
3.2.2 非完整移动机器人的运动学模型 |
44-46 |
|
3.2.3 非完整移动机器人的动力学模型 |
46-47 |
|
3.2.4 链式系统及其标准型幂式方程 |
47-49 |
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第4章 非完整移动机器人的轨迹跟踪控制方法 |
49-70 |
|
4.1 基于计算力矩的移动机器人轨迹跟踪控制 |
49-53 |
|
4.1.1 控制结构设计 |
49-51 |
|
4.1.2 仿真实验结果 |
51-53 |
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4.1.3 小结 |
53 |
|
4.2 机器人模糊控制系统 |
53-60 |
|
4.2.1 模糊控制器的基本原理 |
53-55 |
|
4.2.2 移动机器人的模糊控制 |
55-58 |
|
4.2.3 仿真实验 |
58-60 |
|
4.2.4 小结 |
60 |
|
4.3 基于神经网络的移动机器人轨迹跟踪控制 |
60-70 |
|
4.3.1 递归模糊神经网络的结构 |
61-63 |
|
4.3.2 递归模糊神经网络的训练 |
63-67 |
|
4.3.3 RFNN 在轮式移动机器人控制中的应用 |
67-69 |
|
4.3.4 小结 |
69-70 |
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第5章 基于freescale DG128 的自主移动小车轨迹跟踪控制实验 |
70-82 |
|
5.1 硬件系统设计 |
70-76 |
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5.1.1 信息(传感器)采集 |
71-72 |
|
5.1.2 后轮电机驱动 |
72-73 |
|
5.1.3 电源模块 |
73-74 |
|
5.1.4 转速检测模块 |
74 |
|
5.1.5 刹车装置 |
74-75 |
|
5.1.6 机械部分改动及小车安装 |
75 |
|
5.1.7 设计结果 |
75-76 |
|
5.2 软件系统设计 |
76-80 |
|
5.3 测试结果 |
80 |
|
5.4 智能车设计的注意事项 |
80-82 |
|
结论 |
82-84 |
|
参考文献 |
84-89 |
|
致谢 |
89-90 |
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附录A 攻读学位论文期间所发表的学术论文目录 |
90 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.385694 |
