戶外輪式移動機器人的智能運動控制方法研究.pdf

1、輪式移動機器人是一個集周圍環(huán)境感知、路徑規(guī)劃導航和決策、運動控制與執(zhí)行等各種功能于一體的綜合系統(tǒng)。輪式移動機器人結構簡單，運動靈活，在許多領域都應用廣泛。當輪式移動機器人在戶外運動時，不可避免地會受到比在室內運動更多不確定的干擾，諸如外部擾動、負載變化及死區(qū)等，都會對系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響。因此如何克服這些干擾，是提高戶外輪式移動機器人運動控制性能的關鍵。
　　 本文從輪式移動機器人的運動學特性出發(fā)，通過利用一種基于路徑偏差的運動

2、學模型，設計了模糊自適應的死區(qū)補償方法，在此基礎上，針對輪式移動機器人運動過程的參數(shù)攝動和外部擾動的控制問題，研究多模態(tài)控制和模糊PID控制相結合的運動控制方法，以進一步改善運動控制的動態(tài)性能。主要工作包括：
　　 首先，根據(jù)輪式移動機器人的運動狀態(tài)與位移和角度偏差關系的運動學模型，得到本文研究的輪式移動機器人的傳遞函數(shù)，并對系統(tǒng)的死區(qū)特性進行了分析。
　　 其次，通過分析未知的系統(tǒng)死區(qū)對機器人運動控制的影響，根據(jù)輪式移

3、動機器人的運動特性，使用模糊控制的方法并結合在線估計死區(qū)的方法對控制系統(tǒng)進行自適應的死區(qū)補償。運用李亞普洛夫穩(wěn)定性理論對系統(tǒng)進行穩(wěn)定性分析，證明了機器人系統(tǒng)跟蹤誤差的收斂性。仿真分析表明，文中方法對未知的死區(qū)能夠起到有效的補償作用，其快速性和準確性均優(yōu)于未加模糊白適應的死區(qū)補償器的控制方法。
　　 然后，針對戶外輪式移動機器人的運動過程中存在參數(shù)攝動和外部擾動等因素影響，從輪式移動機器人的運動學特性出發(fā)，根據(jù)輪式移動機器人輸出誤