不同驅(qū)動力分布構(gòu)型下移動機器人控制研究.pdf

1、近幾年來，研究輪式機器人驅(qū)動失效后的持續(xù)通過能力已成為移動機器人控制領(lǐng)域的重要研究方向。本課題是在哈爾濱市科技創(chuàng)新人才研究專項資金項目：移動機器人持續(xù)運動能力的容錯運動特性研究的支持下，主要研究非平坦地面環(huán)境中機器人出現(xiàn)驅(qū)動失效故障而不能正常行駛后，依靠機器人自身的控制策略和構(gòu)型變換脫離困境保持一定級別的持續(xù)通過能力（行駛能力），完成機器人的移動任務(wù)。
　　首先，在非平坦路面上，考慮到在驅(qū)動輪失效的情況，剩下的驅(qū)動輪有時仍然可以提

2、供充足的動力使車體繼續(xù)移動，為了使車體驅(qū)動輪失效后可以繼續(xù)完成原定任務(wù)，需要對其進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)力分析以了解失效對移動機器人的影響。根據(jù)不同的驅(qū)動失效情況，為了有效的利用驅(qū)動失效后剩余驅(qū)動輪的動力，對不同驅(qū)動力分布情況提出變換構(gòu)型。通過基于二次規(guī)劃法優(yōu)化解得驅(qū)動失效后的力平衡方程判斷此時崎嶇路面下移動機器人的通過性，并針對不同情況對力平衡方程進(jìn)行MATLAB仿真。
　　其次，研究移動機器人的非線性控制。因為考慮到移動機器人在非平坦路面下

3、不可避免的打滑，這也使得系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型無法實時準(zhǔn)確得出，所以需要考慮一種具有較好的魯棒性的非線性控制方法：利用反步法的思想，對移動機器人軌跡跟蹤的誤差微分方程進(jìn)行滑模變結(jié)構(gòu)控制，設(shè)計反饋控制律。
　　第三，采用雙目攝像機作為視覺傳感器，對于移動機器人進(jìn)行控制。對移動機器人的上位機進(jìn)行視覺反饋設(shè)計，基于 LabVIEW軟件對雙目視覺的信息采集、分析進(jìn)行編程設(shè)計進(jìn)而結(jié)合滑模變結(jié)構(gòu)非線性控制理論得到的反饋控制律，根據(jù)不同車體構(gòu)型的情況下