六輪自主移動機器人動力學(xué)建模與控制的研究.pdf

1、 本文主要研究六輪自主移動機器人行走系統(tǒng)動力學(xué)與控制的問題。按照移動機器人在復(fù)雜地形環(huán)境工作的要求，設(shè)計了六輪搖臂式行走機構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)和參數(shù)。建立了移動機器人的運動學(xué)模型，基于后退方法的思想設(shè)計了可靠、穩(wěn)定的跟蹤控制律，使得機器人能夠很好地跟蹤預(yù)設(shè)的軌跡?？紤]到機器人在非平整地面上運行時輪子與地面的滑轉(zhuǎn)位移，由D-H坐標(biāo)變換法推導(dǎo)了各個車輪的正、逆運動學(xué)模型，為機器人運動控制系統(tǒng)設(shè)計和自主導(dǎo)航提供了必要的理論基礎(chǔ)。本文還建立了機器

2、人四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力學(xué)模型，并深入研究了其穩(wěn)態(tài)特性、動態(tài)特性和自主控制的問題，驗證了所研究機器人結(jié)構(gòu)參數(shù)的合理性。對比例控制、常規(guī)前饋—反饋控制和改進(jìn)的前饋—反饋轉(zhuǎn)向控制方案進(jìn)行了研究，結(jié)果驗證了改進(jìn)的前饋—反饋轉(zhuǎn)向控制方案可以有效地增強系統(tǒng)的魯棒性和提高系統(tǒng)設(shè)計的靈活性。最后，要求機器人在非平整地面完成復(fù)雜的任務(wù)，提出了一種考慮機器人穩(wěn)定的主動懸架控制的思想，并提出一種通過基于剛體運動學(xué)方程的輪—地面接觸角估算方法來獲得機器人工作地形