面向機器人的基于多智能體嵌入式控制系統(tǒng)設計方法及其應用研究.pdf

1、上海交通大學博士學位論文面向機器人的基于多智能體嵌入式控制系統(tǒng)設計方法及其應用研究姓名：寧柯軍申請學位級別：博士專業(yè)：機械電子工程指導教師：楊汝清20051201上海交通大學博士學位論文總結(jié)出一套面向嵌入式固件架構(gòu)設計的方法；以研制的自主移動機器人為例介紹相關(guān)研究成果及該方法的設計應用技術(shù)，概括如下：1)提出基于MAS的嵌入式系統(tǒng)設計方法。這種方法結(jié)合了MAS領域的研究成果與嵌入式系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)，主要用于指導機電設備嵌入式控制器固件架構(gòu)設

2、計。這種方法用Agent概念處理復合型控制系統(tǒng)的多個子控制器；用MAS方法學指導構(gòu)造這些Agent之間的通訊及協(xié)調(diào)機制。文中從方法學的角度系統(tǒng)闡述了在嵌入式系統(tǒng)上實現(xiàn)MAS的原理、提出相關(guān)概念、總結(jié)方法流程。采用這種方法為實際機電一體化設備設計的控制系統(tǒng)可以被稱為嵌入式MAS控制器。2)提出一種適合嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)的機械臂通用位置逆解算法，對冗余及非冗余空間串聯(lián)型機械臂問題均有效。建立過程規(guī)范簡單，很容易用于機械臂的嵌入式控制器開發(fā)。文中

3、列出算法部分仿真結(jié)果及在開發(fā)的多款微控制器平臺測試獲得的實驗數(shù)據(jù)。3)提出一種基于嵌入式MAS的機械臂控制方法，前述機械臂位置逆解算法是這種控制方法的基礎。這種控制方法集成了基于模型和基于行為的思想，可以使冗余機械臂的行為更具柔性及強魯棒性。文中以研制的模型機械臂系統(tǒng)IIN8為例，系統(tǒng)介紹了其實現(xiàn)技術(shù)。4)提出一種實用的低成本自主移動機器人導航設計方案，可以實現(xiàn)一種純反應式自主能力，保證移動機器人在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下自主避障到達目標點。文中具

4、體介紹了一臺作者自制的小型多操作模式移動機器人ItN9模型的研制情況，并詳細論述相關(guān)理論研究成果。IIN9裝備多個傳感系統(tǒng)實現(xiàn)環(huán)境感知以及自主導航，采用擴展卡爾曼濾波器實現(xiàn)導航子系統(tǒng)信息融合，模糊控制器實現(xiàn)行為決策。5)詳細介紹移動機器人ItN9自主模式部分的嵌入式MAS控制器實現(xiàn)方法。前述第4項是這部分內(nèi)容設計不可或缺的基礎內(nèi)容。以上3及5項可以作為利用本文方法具體解決機器人研究領域部分問題的應用實例。如文中所述，開發(fā)的幾款具體控制器