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摘要：移動機(jī)器人隨著信息時(shí)代的到來，不僅展示了它們的能力和魅力，同時(shí)也表示了與人類的友好合作，正向著人工智能化、仿人化不斷前進(jìn)。國內(nèi)對移動機(jī)器人的研究雖然較晚，但在863計(jì)劃的支持下，在工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人、特種機(jī)器人和智能機(jī)器人等多方面取得了顯著成績。移動機(jī)器人在軍事偵察、掃雷排險(xiǎn)、防核化污染等危險(xiǎn)與惡劣環(huán)境中以及工業(yè)自動化生產(chǎn)的物料搬運(yùn)上應(yīng)用很廣，而這些應(yīng)用的實(shí)質(zhì)大部分都屬于路徑跟蹤控制問題。 首先，本文對移動機(jī)器人的歷史和發(fā)展做了綜述，同時(shí)介紹了主要研究內(nèi)容和研究意義。 然后，本文研究了機(jī)器人的位姿和運(yùn)動控制算法。移動機(jī)器人的位姿可以通過速度和角速度來控制，所以整合參數(shù)分配器在線分配移動機(jī)器人左右驅(qū)動電機(jī)的控制電壓和常規(guī)PID算法上的優(yōu)點(diǎn)，做一種基于參數(shù)分配器的常規(guī)PID運(yùn)動控制器對移動機(jī)器人控制周期內(nèi)的速度和角速度進(jìn)行雙閉環(huán)控制，用C語言編寫程序，并進(jìn)行其仿真驗(yàn)證。 最后，在完成硬件設(shè)計(jì)和控制算法研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種移動機(jī)器人運(yùn)動控制的最優(yōu)PID算法。比較差動驅(qū)動和單模驅(qū)動，并在移動機(jī)器人運(yùn)動測過程中，測試出最優(yōu)路徑的PID算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的差動驅(qū)動移動機(jī)器人控制系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求。差動驅(qū)動PID控制的移動機(jī)器人的速度和角速度都得到較大幅度改善。 關(guān)鍵詞：差動驅(qū)動移動機(jī)器人，控制系統(tǒng)，PID算法，運(yùn)動控制
目錄 摘要 ABSTRACT 引言-1 1 緒論-2 1.1移動機(jī)器人現(xiàn)今發(fā)展?fàn)顩r-2 1.2移動機(jī)器人的種類-3 1.2.1輪式移動機(jī)器人機(jī)構(gòu)-5 1.2.2移動機(jī)器人的研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)-5 1.3移動機(jī)器人驅(qū)動方式-6 1.4課題的主要研究內(nèi)容-6 2 差動驅(qū)動方案設(shè)計(jì)-8 2.1移動機(jī)器人構(gòu)建-8 2.2 差動驅(qū)動運(yùn)動學(xué)模型-8 2.3 差動驅(qū)動機(jī)械結(jié)構(gòu)-10 2.4 本章小結(jié)-11 3 PID算法-13 3.1 PID算法簡介-13 3.2 PID運(yùn)動控制-16 3.3本章小結(jié)-17 4 差動驅(qū)動機(jī)器人運(yùn)動控制-18 4.1 差動驅(qū)動機(jī)器人的組建-18 4.2 移動機(jī)器人的路徑規(guī)劃-18 4.3 差動驅(qū)動移動機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)-20 4.4 傳感器的選擇-20 4.5 定位控制運(yùn)動仿真-21 4.6 算法性能評估-25 5總結(jié)討論及展望-27 5.1 總結(jié)-27 5.2 展望-27 致謝-28 參考文獻(xiàn)-29 |
