全方位移動機器人的仿真及控制體系結(jié)構(gòu)的研究

1、⑧論文作者簽名：指導教師簽名：論文評閱人1：評閱人2：評閱人3：評閱人4：評閱人5：答辯委員會主席：委員1：委員2：委員3：委員4：委員5：答辯日期：摘要本文主要關(guān)注全向輪式移動機器人的仿真控制軟件系統(tǒng)。整個系統(tǒng)可被分成兩個部分，一是基于PhysX物理計算軟件包的全向機器人仿真系統(tǒng)設(shè)計，另一個是運行與仿真系統(tǒng)之上的基于行為的機器人智能控制系統(tǒng)。首先，文章通過對以4個Mecanum輪為驅(qū)動輪的全向移動機器人的運動學和動力學的分析，獲得使用

2、PhysX對機器人進行建模的簡化方法，然后，在OGRE的應用程序框架下建立了整個仿真世界。該仿真系統(tǒng)在整個系統(tǒng)中處于Server地位，向其他控制程序提供更新的世界環(huán)境信息以及仿真機器人的狀態(tài)信息，并接收控制對相應機器人的控制指令。隨后，在Mecanum輪全向移動機器人動力學分析的基礎(chǔ)上，建立了控制約束方程，得到了控制量的取值范圍。并在此基礎(chǔ)上提出了一種近似時間最優(yōu)的運動軌跡控制算法。該算法基于一種寬松的優(yōu)化控制，這種低計算量與復雜度的算

3、法是的控制程序的實時性得到提高。在解決了上層控制問題之后，論文又以電機出力為研究對象，使用加速度模型用線性規(guī)劃的方法對電機的出力分布進行了優(yōu)化。接下來，論文將研究對象轉(zhuǎn)到更上層的控制系統(tǒng)，即機器人的控制體系結(jié)構(gòu)。在比較了若干傳統(tǒng)的基于行為的控制結(jié)構(gòu)后，重點分析和介紹了目標驅(qū)動的擴展行為網(wǎng)絡，闡述了它的設(shè)計原理與核心行為算法，提出將網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)變成類似腳本的書寫方法，最后給出了面向?qū)ο蟮某绦驅(qū)崿F(xiàn)方案。關(guān)鍵詞：全向移動機器人，PhysX，仿真系