機器人小車運動軌跡的控制方法設(shè)計研究.pdf

1、本文主要完成了移動機器人小車的軌跡控制和避障控制算法，并對其控制系統(tǒng)進行了設(shè)計和完善。在本文的硬件設(shè)計中，將兩臺差動電機設(shè)計在兩主動輪上。且主動輪上安裝角位移傳感器，光電碼盤傳感器測量小車在任意時刻的角速度極其線速度。推導(dǎo)出電動機的傳遞函數(shù)，建立了電動機的數(shù)學(xué)模型。硬件部分根據(jù)主動輪上安裝的各傳感器傳送給從單片機的數(shù)據(jù)信息，并進行A/D轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)傳給主單片機，在主單片機中進行信息融合，從而達(dá)到控制電動機速度的目的。 在軌跡控制

2、算法中，推導(dǎo)出了機器人小車行走中主動輪與行走軌跡的位置關(guān)系，推導(dǎo)出了機器人小車的實時位置，建立小車的方位的數(shù)學(xué)模型，把小車的方位角的誤差及誤差變化率作為輸入量，方位角作為輸出量，設(shè)計了模糊控制器。用MATLAB軟件對模糊控制器和擬合后的曲線軌跡進行了仿真。在避障控制中，詳細(xì)介紹超聲波傳感器的特點和工作原理，給出了硬件電路。本文采用模糊控制器對機器人小車的避障控制，具體介紹了模糊控制器的設(shè)計方法，并對該算法進行了仿真實驗。此外，本文還對機

3、器人小車系統(tǒng)中所需的傳感器和控制系統(tǒng)的軟硬件進行了系統(tǒng)地分析。 本文主要討論的問題如下： 1、如何建立電機系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型? 2、如何建立小車在行進過程中的位置模型，(x(t)，y(t)，φ(t))? 3、如何利用小車方位角誤差，誤差變化率作為輸入量，駕駛角作為輸出量建立模糊控制模型，并推導(dǎo)模糊控制器，反模糊化后得到輸入量的精確控制量? 4、如何利用MATLAB進行模糊控制仿真? 5、如何避