輪式移動機器人運動控制技術研究.pdf

1、本文圍繞自行設計的移動機器人的移動機構、感知系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三方面，對未知環(huán)境下輪式移動機器人體系結構、傳感器信號處理與融合，運動控制等問題進行了研究。 第一，對移動機器人的歷史和發(fā)展趨勢進行了綜述，同時介紹了本文的選題背景、主要研究內容和研究意義。 第二，自行研制了一種輪式移動機器人，其采用兩輪差動驅動，多層堆棧機械結構，并以PC104嵌入式計算機為核心控制系統(tǒng)。設計了基于PC104嵌入式計算機的伺服控制系統(tǒng)，主要包括P

2、WM功率驅動、測速單元、電源系統(tǒng)和傳感器信息采集模塊等。對移動機器人系統(tǒng)中所需的傳感器和控制系統(tǒng)的軟硬件進行了系統(tǒng)的分析，給出了硬件電路。 第三，根據差動驅動的運動學模型，提出一種基于參數分配器，運用常規(guī)PID算法對移動機器人速度和角速度進行雙閉環(huán)控制以控制移動機器人的位姿的算法，避免根據控制左右驅動輪速度間接控制角速度可能出現驅動輪打滑而產生大的角速度控制偏差問題。在自行研制的移動機器人上的實驗證明，該運動控制技術的可行性和有

3、效性。 第四，針對常規(guī)PID算法難以適應移動機器人運動控制系統(tǒng)非線性等特性的不足，將常規(guī)PID算法、模糊推理和參數分配器相結合，設計了一種基于參數自調整模糊PID的移動機器人運動控制系統(tǒng)。在自行研制的移動機器人上進行了模糊PID控制系統(tǒng)與常規(guī)PID控制系統(tǒng)運動控制的對比實驗，實驗結果表明，模糊PID控制的移動機器人的速度和角速度的絕大多數控制指標都得到較大幅度改善。進行的抗干擾實驗驗證了參數自調整模糊PID移動機器人運動控制系統(tǒng)