轮式机器人路径规划及控制方法研究

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1、中图分类号：ＴＰ２４２密级：公开篇讓ＵＤＣ：６２１学校代码：：Ｌ００８２才聲ＨＥＢ巨ＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤ下巨ＣＨＮＯＬＯＧＹ硕±学位论文轮式机器人路径规划及控制方法研究论文作者：申燕凯指导教师：张苏英教授？申请学位类别：工学硕±学科、领域：控制科学与工程所在单位：电气工程学院—答辩日期：２０１６年５月ClassifiedIndex：TP242SecrecyRate：PublicizedUDC：621UniversityCode：10082HebeiUni

2、versityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeResearchonPathPlanningandControlMethodsforWheeledMobileRobotCandidate：ShenYankaiSupervisor:Prof.ZhangSuyingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringEmployer：SchoolofElectricEngineerin

3、gDateofOralExamination:May,2016河北科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工。作所取得的成果对本文的研充做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明满方式标明。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名；襄Ｗ指导教师签名：巧句杂立。年ｉ月啡义）ｆ备年女月如河北科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，

4、同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北科技大学可＾式将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可＾采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。｛□保，在。密＿年解密后适用本授权书本学位论文属于／ｎ／不保密。＂＂（请在上方框内打Ｖ）学位讼文作者签名：指导教师签名：年的勺曰屋年＾月＾曰摘要摘要移动机器人技术因其广阔的应用前景和发展空间，已渗透到军事工业、产品制造业、航空航天等领域，正引起国内外各行各业的专家、学者的越来越多的关注。移动机器人研究的问题和

5、方面有很多，路径规划问题是其中一个最基本的课题，解决的是移动机器人在实际的环境中如何行走的问题。通过阅读大量文献资料，分析局部路径规划方法中存在的缺点和不足，并提出改进方案，最后利用仿真软件验证。为了解决传统人工势场法存在的局部极小值问题，提出了改进斥力函数的方法，将虚拟力添加到斥力函数中，同时结合机器人的行为来判断局部极小情况，进而使机器人快速、及时的摆脱局部极小的困境。针对机器人环境的复杂多变，及模糊控制本身的控制精度不够，局部振荡的问题，提出了分层模糊控制结构，即无障碍物情况下的模糊PID控制和有障碍物情况下的改进模糊控制。利用神经网络构建模糊控制规则，针

6、对BP神经网络存在收敛速度慢的问题，提出修改学习算法，调节模糊论域的改进方法。最后，通过Matlab仿真软件对所提出的改进方法进行验证，仿真结果表明，当机器人陷入局部极小情况时，绕行力能够使机器人摆脱困境达到目标点；通过调节论域和与PID相结合的改进方法，解决了模糊控制控制精度不够的问题；改进后的T-S模糊神经网络在实现路径规划的同时，提高了网络的收敛速度。总之，通过改进前后仿真效果的对比分析，说明改进方法的合理性和有效性。关键词移动机器人；路径规划；人工势场法；模糊逻辑；神经网络IAbstractAbstractMobilerobottechnology,wh

7、ichhasalreadyinvolvedthemilitaryindustry,productmanufacturing,aerospaceandotheraspects,iscausingmoreandmoreexpertsandscholars’attentionfromallfields,becauseofitsbroadapplicationprospectsanddevelopmentspaceathomeandabroad.Theresearchonmobilerobotinvolvesmanyfieldsandareas,andtheproble

8、mofpathplann