基于神經(jīng)逆控制的月球車牽引控制.pdf

1、分類號(hào)：T P 2 4題 目英文并列題 目．【82 5 2 , 9 8單位代碼：1 0 0 0 5學(xué) 號(hào)：J S 2 0 0 5 0 2 0 0 5密 級(jí)：公開北京工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文( 高校教師攻讀碩士學(xué)位人員)! 至壘璺i Q 壘堡Q 墜主! Q 里墨Y 墨主! 塑Q ! 主塾皇墜墜嬰i 望= 塞Q ! 皇￡．．．．．—．．．．．．．．．o n N e u r a lN e t w o r kI n v e r s i o nC o

2、 n t r o l研究生姓名： 墨亙專 ’業(yè)： 撞式退別曼蟹能丕統(tǒng) 研究方向： 狃墨厶控制論文報(bào)告提交日期： 墊! Q 生曼且 學(xué)位授予日期：授予單位名稱和地址： j ＆室王些態(tài)堂 j 絲塞直麴田匡堊壅國(guó)! 鯉曼 整編! Q 咝至摘要摘 要牽引控制作為月球車導(dǎo)航與控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是月球科學(xué)探測(cè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的根本。本文針對(duì)月壤環(huán)境以及月球車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)冗余的特點(diǎn)，研究了基于神經(jīng)逆控制的月球車牽引控制方法。本文為探討月球車牽引控制方案，開發(fā)了B

3、H - 2 型月球車原理樣機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及配套的三維可視化操作平臺(tái)。該原理樣機(jī)目前可用于多種導(dǎo)航控制算法的驗(yàn)證工作。同時(shí)，由于月球表面的低重力環(huán)境、月壤環(huán)境難以在地球模擬，因此開發(fā)了三維可視化動(dòng)力學(xué)仿真平臺(tái)。該仿真平臺(tái)整合有輪一地作用模型和多剛體動(dòng)力學(xué)計(jì)算模塊，能夠在三維場(chǎng)景中真實(shí)模擬月球車在月面行走時(shí)的動(dòng)力學(xué)特征，可用于多種控制算法的驗(yàn)證工作。．本文從車輪滑移的角度出發(fā)，針對(duì)月球表面的軟質(zhì)土壤環(huán)境，得出了車輪滑移、車輪正壓力、車輪牽引力

4、之間的關(guān)系。并設(shè)計(jì)了基于地形高層圖、基于力學(xué)平衡、基于運(yùn)動(dòng)學(xué)約束，這三種輪一地接觸角估計(jì)方法。其中后兩種可用于輪一地接觸角的在線估計(jì)。同時(shí)，建立了月球車的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型、動(dòng)力學(xué)模型。這些對(duì)象模型和參數(shù)獲取方法為牽引控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供了基礎(chǔ)。本文介紹了逆系統(tǒng)和口階積分逆系統(tǒng)理論，研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)反向傳播算法( B P ) ，設(shè)計(jì)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆控制器，對(duì)系統(tǒng)的可逆性和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。最后在動(dòng)力學(xué)仿真平臺(tái)上，本文針對(duì)所設(shè)計(jì)的逆