輪式移動機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)及控制研究.pdf

1、近年來移動機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)、自動化以及人工智能等領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。本課題設(shè)計(jì)的是一種空間圖像定標(biāo)測量系統(tǒng)的智能移動裝置，以雙激光源定位、前輪轉(zhuǎn)向、后輪驅(qū)動的移動機(jī)器人為研究對象，對機(jī)器人路徑規(guī)劃及軌跡跟蹤等問題進(jìn)行研究。
　　本文首先概述了移動機(jī)器人的發(fā)展歷史及發(fā)展現(xiàn)狀，對本文課題的研究背景和意義做了介紹，并簡單闡述了主要的研究內(nèi)容和所做工作。
　　課題根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需求，對輪式移動機(jī)器人的體系結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了

2、詳細(xì)的分析和設(shè)計(jì)。該移動機(jī)器人采用四輪結(jié)構(gòu)，前輪為轉(zhuǎn)向舵輪，兩后輪分別由兩個同步的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。文中以該結(jié)構(gòu)為模型，對移動機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)建模。本文設(shè)計(jì)的移動機(jī)器人系統(tǒng)由主控制器模塊、驅(qū)動模塊、圖像處理模塊、測距模塊、通信模塊等7個模塊組成。文中分別對各個組成模塊進(jìn)行了細(xì)致的描述，包括各部分的工作原理、型號選擇等等。在實(shí)際應(yīng)用研究中，模塊相互之間協(xié)調(diào)工作，很好地達(dá)到了預(yù)期的效果。
　　本文以建立的運(yùn)動學(xué)模型為基礎(chǔ)，主要對Ba

3、ck-Stepping算法、連續(xù)曲率曲線算法和模糊控制算法等三種移動機(jī)器人的路徑規(guī)劃及軌跡跟蹤算法進(jìn)行了研究。Back-Stepping算法以一種采用倒推回歸的設(shè)計(jì)思想，來逐步設(shè)計(jì)控制器，并最終設(shè)計(jì)出滿足控制要求的控制器。連續(xù)曲率曲線算法主要解決的是移動機(jī)器人在轉(zhuǎn)向過程中，避免舵輪轉(zhuǎn)向角突變的問題。利用模糊控制算法，很好地解決了機(jī)器人在進(jìn)行長距離的直線移動時，由于系統(tǒng)誤差因素，跟蹤軌跡出現(xiàn)偏離的現(xiàn)象。
　　最后對本文中提出的三種算