移动机器人路径跟踪控制方法研究

《移动机器人路径跟踪控制方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、西北工业大学硕士学位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

2、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方法，有效减小初始误差，使问题变得简单高效；(4)改进传统的视线导航方法，并对参考信号的输出进行有效调整，降低了控制律的设计难度：(5)基于改进的视线导航原理和模糊规则

3、设计变速度滑模控制器，能够通过控制移动机器人的线速度和角速度实现移动机器人对任意路径的跟踪；(6)通过matlab／simulink建模与仿真试验，得到预期的效果，并用仿真中确定的控制参数，基于VisualStudio．NET编程，将算法应用到移动机器人上进行实验，得到的实验结果进一步验证了本文提出的路径跟踪控制方法的有效性和可行性。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，模糊规则，滑模控制，建模与仿真西北工业大学硕士学位论文摘要ABSTRACTThemobilerobotshaveveryextensiveapplication

4、sinmanydomainse．g．militaryscout,millesweeping，nucleuscontaminationdefendingsuchassomedangerousconditionsormaterielconveyinginautomationproduction．TheessentialoftheseapplicationsmostlybelongstotheproblemofpathfollowingcontrolforthemobileroboCInrecentyears,theproblemofpathfollowingcontrolha

5、sbeenpaidmuchattentioninallovertheworld．Theyhavegotsomequitcworthy劬i协．Withtheincreasingoftaskcomplexity,therequirementofthemobilerobothasdevelopedtomoreintelligentizeddirection．Presently,therapiddevelopmentofartificialintelligenceandcomputertechnologyacceleratetheimitationofartificialinte

6、lligenceusedinrobotsandadvancedmany矗u诋．Howeverthepathfollowingmethodswhohaverelativelyserf-containedfunctionshavethecharacteristicofcomplexcalculationandhardlycompleting．Accordingtotheproject“multiplemobilerobotssystemcoordination”，thispaperstudiedthepathfollowingcontrolproblemoftwowheels

7、robotswithdifferentialsteering．Consideringtherestrictione．g．nonholonomlcconstraintsandmechanismcapability,anavailableandfeasiblemethodhasbeenpresentedaimedatarithmeticoptimizedproblem．Themainconmbufionsofthedissertalionaresummarizedasfollows：(1)Thepresentslateinthew