自主輪式移動機(jī)器人信號檢測與智能控制.pdf

1、本文以研究所自主開發(fā)的輪式移動機(jī)器人為研究對象，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、經(jīng)典控制理論及現(xiàn)代控制理論方法、傳感器檢測技術(shù)和信號處理技術(shù)，對移動機(jī)器人在設(shè)計(jì)、開發(fā)和應(yīng)用中存在的一些重點(diǎn)和難點(diǎn)問題進(jìn)行了較為深入的分析和研究，涉及的主要方面有：動力學(xué)分析、信號檢測及信號處理、計(jì)算機(jī)導(dǎo)航控制、智能化安全保障以及智能化的負(fù)載動力學(xué)補(bǔ)償。
　　移動機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)部分是控制系統(tǒng)的被控制對象，其動力學(xué)特性對整個(gè)控制系統(tǒng)的控制性能具有很大的影響，論文從機(jī)電

2、一體化設(shè)計(jì)的思想出發(fā)，在規(guī)劃和設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)之前，對移動機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的分析，重點(diǎn)對誘導(dǎo)運(yùn)動產(chǎn)生的冗余驅(qū)動功率進(jìn)行了分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證；同時(shí)，對移動機(jī)器人的機(jī)械手和移動平臺之間的動力學(xué)偶合關(guān)系進(jìn)行了闡述，并探討了關(guān)于移動機(jī)器人整體動力學(xué)優(yōu)化的問題。
　　從提高移動機(jī)器人的實(shí)用性的角度出發(fā)，建立并設(shè)計(jì)和試驗(yàn)研究了移動機(jī)器人導(dǎo)航所需要的位置和方向測量裝置，由編碼器、陀螺儀、和數(shù)字羅盤組成，并針對其中存在的各種干擾

3、信號采取了數(shù)字遞歸濾波處理。以確保測量真實(shí)值的有效提??；同時(shí)對位置和方位角測量中多傳感器的冗余信息，采用Kalman濾波的算法加以融合，較之單傳感器測量，其融合后的數(shù)據(jù)具有更精確的測量精度和更高的可靠性。
　　為了進(jìn)一步提高移動機(jī)器人工作的安全性和可靠性，提出并設(shè)計(jì)和制作了一種新型的防撞傳感器，其敏感元件采用壓電材料PVDF，較之于以往的機(jī)械式防撞傳感器，該傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便、反應(yīng)靈敏和成本低的特點(diǎn)，它可以感知出撞擊的具

4、體位置，并與超聲波傳感器一起組成了避障和防撞測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有探測范圍大，反應(yīng)靈敏、結(jié)構(gòu)簡單和工作可靠的優(yōu)點(diǎn)。
　　文中還采用了負(fù)載補(bǔ)償?shù)姆绞綄τ煽v向不對稱負(fù)載引起的轉(zhuǎn)向角偏差進(jìn)行了補(bǔ)償和修正，其中，通過測量縱向傾角來間接測量車體質(zhì)量中心的方法，是以一種簡單、經(jīng)濟(jì)且方便的手段解決了負(fù)載測量這一較為棘手的問題。
　　本文的研究是在多部移動機(jī)器人的開發(fā)背景下完成的，對于文中提出的一些新的思路和新的方法，在研究的過程中，都得到了