多機(jī)器人協(xié)同控制的研究及應(yīng)用.pdf

1、多機(jī)器人協(xié)同控制系統(tǒng)有許多單機(jī)器人系統(tǒng)無(wú)法超越的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、容錯(cuò)性好、效率高以及可擴(kuò)展性好，所以研究多機(jī)器人系統(tǒng)正逐步成為機(jī)器人領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)方向。但是目前對(duì)其的研究大多停留在理論仿真階段，缺乏實(shí)用性。并且由于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜多變，導(dǎo)致定位技術(shù)并不適用，因此大多室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人是有軌機(jī)器人，智能性較低。本文在多機(jī)器人現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外發(fā)展程度的不同，搭建了一套完全自主產(chǎn)權(quán)的室內(nèi)無(wú)輔助的無(wú)軌多機(jī)器人協(xié)同控制系統(tǒng)。論文

2、工作點(diǎn)如下：
　　(1)針對(duì)系統(tǒng)中多機(jī)器人間的協(xié)同控制，建立了一種依據(jù)競(jìng)拍合同網(wǎng)模型改進(jìn)的分布式協(xié)同控制機(jī)制。采用各個(gè)智能機(jī)器人廣播競(jìng)標(biāo)值的方式，實(shí)現(xiàn)由智能機(jī)器人自身對(duì)競(jìng)標(biāo)值進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而緩解了招標(biāo)方評(píng)價(jià)競(jìng)標(biāo)值的瓶頸問(wèn)題，并且使得機(jī)器人可以盡快的參與至其他招標(biāo)過(guò)程，減少了資源閑置。招標(biāo)方通過(guò)增加任務(wù)監(jiān)督過(guò)程，減少了任務(wù)丟失比例。
　　(2)設(shè)計(jì)了一套完整的機(jī)器人系統(tǒng)，實(shí)際檢測(cè)了協(xié)同控制模型的效果。客戶端采用Edison處理器

3、作為主控芯片，搭建了無(wú)軌機(jī)器人。機(jī)器人搭載舵機(jī)、超聲波、直流電機(jī)以及射頻識(shí)別模塊。服務(wù)器主要包含路徑規(guī)劃模塊以及指令傳輸模塊，其中路徑規(guī)劃部分主要基于點(diǎn)陣圖采用Dijkstra算法完成，指令傳輸基于用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議(User Datagram Protocol，UDP)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。
　　(3)全面分析無(wú)軌機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程，建立了轉(zhuǎn)向模型、避障模型以及規(guī)劃路徑跟蹤模型，對(duì)目標(biāo)控制信息與各個(gè)時(shí)間段的路程信息之間的關(guān)系

4、進(jìn)行了論證。以規(guī)劃路徑跟蹤模型中提煉出的方向誤差和橫向偏移誤差為控制因子建立了雙閉環(huán)比例-積分-微分(Proportion Integration Differentiation，PID)運(yùn)動(dòng)控制模型，為了提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及魯棒性，引入在線BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)PID控制參數(shù)進(jìn)行整定。實(shí)驗(yàn)證明控制模型跟隨效果良好，提高了無(wú)軌機(jī)器人對(duì)于規(guī)劃路徑跟蹤的精確度，無(wú)軌機(jī)器人能夠準(zhǔn)確的執(zhí)行協(xié)同控制過(guò)程中分配到的任務(wù)，推動(dòng)無(wú)軌機(jī)器人在自主行走控制領(lǐng)域