多機器人協(xié)同控制的研究及應用.pdf

1、多機器人協(xié)同控制系統(tǒng)有許多單機器人系統(tǒng)無法超越的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在應用領域廣泛、容錯性好、效率高以及可擴展性好，所以研究多機器人系統(tǒng)正逐步成為機器人領域的一個重點方向。但是目前對其的研究大多停留在理論仿真階段，缺乏實用性。并且由于室內(nèi)環(huán)境的復雜多變，導致定位技術并不適用，因此大多室內(nèi)服務機器人是有軌機器人，智能性較低。本文在多機器人現(xiàn)有研究基礎上，結(jié)合國內(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)無輔助的無軌多機器人協(xié)同控制系統(tǒng)。論文

2、工作點如下：
　　(1)針對系統(tǒng)中多機器人間的協(xié)同控制，建立了一種依據(jù)競拍合同網(wǎng)模型改進的分布式協(xié)同控制機制。采用各個智能機器人廣播競標值的方式，實現(xiàn)由智能機器人自身對競標值進行評價，從而緩解了招標方評價競標值的瓶頸問題，并且使得機器人可以盡快的參與至其他招標過程，減少了資源閑置。招標方通過增加任務監(jiān)督過程，減少了任務丟失比例。
　　(2)設計了一套完整的機器人系統(tǒng)，實際檢測了協(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，搭建了無軌機器人。機器人搭載舵機、超聲波、直流電機以及射頻識別模塊。服務器主要包含路徑規(guī)劃模塊以及指令傳輸模塊，其中路徑規(guī)劃部分主要基于點陣圖采用Dijkstra算法完成，指令傳輸基于用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(User Datagram Protocol，UDP)通過無線網(wǎng)絡傳輸，實現(xiàn)了遠程控制。
　　(3)全面分析無軌機器人運動過程，建立了轉(zhuǎn)向模型、避障模型以及規(guī)劃路徑跟蹤模型，對目標控制信息與各個時間段的路程信息之間的關系

4、進行了論證。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)運動控制模型，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)絡對PID控制參數(shù)進行整定。實驗證明控制模型跟隨效果良好，提高了無軌機器人對于規(guī)劃路徑跟蹤的精確度，無軌機器人能夠準確的執(zhí)行協(xié)同控制過程中分配到的任務，推動無軌機器人在自主行走控制領域