智能移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在不遠(yuǎn)的將來(lái)，各種服務(wù)機(jī)器人將走進(jìn)人們的日常生活，在商場(chǎng)、賓館、醫(yī)院、家庭、社區(qū)發(fā)揮不可或缺的作用。這種全自主機(jī)器人的研究已有很多，但其普及和推廣還面臨一些問(wèn)題，如本體的構(gòu)造成本、運(yùn)動(dòng)性能、安全可靠性等。相對(duì)于工業(yè)用機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人一般所處的環(huán)境各種各樣，處理的信息更為復(fù)雜，實(shí)時(shí)性的要求較高，有必要對(duì)這種智能機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制和整體控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，為各種應(yīng)用提供一個(gè)通用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。本論文的主要工作涉及以下幾個(gè)方面： (1)在機(jī)

2、器人驅(qū)動(dòng)平臺(tái)方面，根據(jù)服務(wù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)提出了一種包括一個(gè)主動(dòng)導(dǎo)向輪控制和兩個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪的三輪協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)方式。開(kāi)發(fā)了一種同輪轂電機(jī)配合同時(shí)檢測(cè)移動(dòng)本體的位置與速度的驅(qū)動(dòng)輪。 (2)研制開(kāi)發(fā)了基于DSP和CPLD的平臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制器。控制器按照本體電機(jī)協(xié)調(diào)算法把移動(dòng)平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)分解為對(duì)三個(gè)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制、實(shí)現(xiàn)同步伺服控制，實(shí)現(xiàn)了視覺(jué)水平掃描和俯仰掃描的控制。針對(duì)平臺(tái)上驅(qū)動(dòng)控制的特點(diǎn)提出了變結(jié)構(gòu)的模糊PI/PID驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制算法。運(yùn)動(dòng)平臺(tái)具

3、有靈活運(yùn)動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、高集成度和成本低的特點(diǎn)。 (3)在自主機(jī)器人的模塊化控制體系結(jié)構(gòu)方面，提出了一種面向動(dòng)態(tài)環(huán)境的基于并行行為組合的機(jī)器人控制體系結(jié)構(gòu)。所有的反應(yīng)式行為和指示式行為都由上層按照特定的任務(wù)和環(huán)境進(jìn)行組合，其控制參數(shù)和控制目標(biāo)由上層設(shè)定。設(shè)計(jì)了一種面向行為控制的信息融合結(jié)構(gòu)，對(duì)系統(tǒng)的信息處理和控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模塊劃分，以FSA模型規(guī)劃?rùn)C(jī)器人的動(dòng)作序列。以平滑運(yùn)動(dòng)控制為目標(biāo)，提出了基于模糊規(guī)則的多行為融合機(jī)制?？刂葡到y(tǒng)