移动机器人路径跟踪控制方法的研究

介绍了移动机器人的基本硬件组成，基于预测控制的思想，提出了一种参考路径产生的新方法，这种方法可根据对机器人的运动预测，提前实现相应的控制动作，能在2～3个控制周期内准确逼近参考路径，且不存在一般反馈控制器的振荡问题，能够完成移动机器人路径跟踪的智能控制。实验表明：此控制方法可保证移动机器人沿各种参考路径行走且具有理想的鲁棒性。该技术也可应用到实用自主车的自动导航。     

小型地面移动机器人控制系统设计

结合特种机器人在复杂路面作业情况,确定了轮式腿结构作为小型地面移动机器人行走机构,设计开发了小型地面移动机器人控制系统。采用上下位机无线控制方式对小型地面移动机器人进行控制,实现人机分离,克服了有线控制的局限性。上位机为PC机,下位机为单片机．采用LabVIEW软件开发了控制系统界面。试验表明：设计开发的小型地面移动机器人控制系统人机界面友好,操作方便,工作可靠。     

遗传PID移动机器人路径跟踪控制

本文对移动机器人进行运动学分析,建立其数学模型,并进行离散化.设计了基于遗传算法寻优的PID控制器,用matlab进行了仿真,仿真结果证明了控制器的有效性.     

一种非完整移动机器人有限时间跟踪控制算法

针对非完整移动机器人的轨迹跟踪控制问题提出了一种有限时间控制算法．与基于非连续状态反馈的有限时间控制算法相比，该控制算法更适合于工程应用．设计了2个连续状态反馈的控制律分别渐近镇定前向角和平面坐标跟踪误差．由此得到的闭环系统是齐次的并且具有负的齐次度．结合齐次系统的有限时间稳定性结果和Lyapunov方法，证明了在这些控制律作用下，对满足一定角速度条件的期望轨迹，非完整移动机器人能够实现全局跟踪，并且能够在有限时间内完全跟踪上期望轨迹．仿真结果表明了该方法的有效性．     

移动机器人动力学建模及运动控制仿真

智能移动机器人本体具有较大的惯性特征和快速运动能力，而系统的耦合性又降低了系统的可控性，这增加了机器人精确导航的难度．本文介绍了机器人系统的动力学模型，并通过PD-PID控制器进行了信号仿真．证明了该模型的合理性和PD-PID控制器对降低移动机器人紧急动作的本体惯性因素影响的有效性.     

一种非完整移动机器人有限时间跟踪控制算法

针对非完整移动机器人的轨迹跟踪控制问题提出了一种有限时间控制算法 .与基于非连续状态反馈的有限时间控制算法相比 ,该控制算法更适合于工程应用 .设计了 2个连续状态反馈的控制律分别渐近镇定前向角和平面坐标跟踪误差 .由此得到的闭环系统是齐次的并且具有负的齐次度 .结合齐次系统的有限时间稳定性结果和Lyapunov方法 ,证明了在这些控制律作用下 ,对满足一定角速度条件的期望轨迹 ,非完整移动机器人能够实现全局跟踪 ,并且能够在有限时间内完全跟踪上期望轨迹 .仿真结果表明了该方法的有效性 .     

基于一种新误差模型的移动机器人模糊控制

建立了移动机器人的数学模型,并进行离散化. 针对大初始偏差问题提出一种新的误差模型,设计了2个基于人工驾驶思想的模糊控制器. 角速度控制器用距离误差和角度误差作为控制量,加速度控制器用距离误差作为控制量,同时对角速度和加速度进行控制以实现移动机器人路径跟踪. Matlab仿真结果表明该控制器的有效性.     

轮式移动机器人在未知环境下路径规划

本文首先对轮式移动的机器人进行运动学分析,建立运动学模型及控制模型。采用直线和圆结合的方式对路径进行规划,然后采用模糊控制方法对机器人在路径规划基础之上进行路径跟踪控制,并且用计算机进行仿真。通过和不加模糊控制的机器人路径跟踪对比,采用模糊控制的机器人路径跟踪其运动轨迹相对平缓,波动少,且收敛到预期轨迹的速度快,其动态和稳态输出特性都较好。     

六主动轮移动机器人的建模及路径跟踪

为了研究轮式移动机器人的控制问题,用Newton-Euler法建立了一个具有6个主动轮且都能独立转向的移动机器人的动力学模型。用一种智能比例微分(PD)控制方法,实现了机器人的路径跟踪。该控制方法参考模糊控制的思想,将位置误差和方向误差分成若干个模糊集合,使控制器的参数能根据机器人的状态及外部环境进行调节,同时解决了各轮控制命令的协调问题。仿真结果表明,该控制策略是行之有效的。     

电动轮椅的运动控制系统设计

本文介绍了一种新的电动轮椅控制方法。通过操纵杆实现对系统运行速率及运行方向的控制,并通过PID调速,来确保系统的平稳运行。     

一种新的移动机器人路径跟踪控制策略

阐述了移动机器人路径跟踪控制的原理,分析了移动机器人的位姿误差,通过对误差矢量进行降维处理提出了一种有效的跟踪控制策略.     

Relay switched, scalable topology control for mobile robot networks based on motion synchronization

A mobile robot network is said to be easily scalable to any number of robots if its performance is kept almost fixed after these robots are added or some fail in the network. An interaction dynamics model based on motion synchronization is first established. Considering the mobility of mobile robot networks, we propose a relay switched, distributed topology control for the scalable network to drive newly added robots to the most suitable positions with more neighbors as well as self-heal the blank positions of failed robots, and give a metric of the topology structure for evaluating the performance of network topologies. Then, we prove the stability of motion synchronization with the individual control based on Lyapunov exponent. Finally, the results of simulations have demonstrated the validity of the proposed modeling and control methods.     

基于视觉传感器的移动焊接机器人测控系统

设计焊枪侧置的轮式移动焊接机器人并搭建基于虚拟仪器的移动焊接机器人测控系统.在分析移动焊接机器人特点的基础上,设计由PC,NI-PCI7344,NI-DAQ6015以及图像采集卡等组成的硬件系统结构,采用LabVIEW编程平台编制测控系统软件.设计自适应模糊控制器和高斯基模糊神经网络控制器对十字滑块和车轮进行协调控制.采用高斯函数作为模糊神经网络的隶属函数,利用BP算法实现模糊隶属函数和控制规则的在线修改.实验结果表明:该测控系统运行稳定可靠,其跟踪精度可始终控制在-0.4～0.4n'mm以内,满足实际焊接工程的需要.     

移动机器人分布式控制系统的设计

针对自行研制的移动机器人(IMR01)设计并实现了一个分布式控制系统. IMR01采用激光雷达平台、多视觉系统作为环境感知器. 利用2-D平面扫描的激光测距传感器, 通过传感器平台俯仰与水平的转动实现在3-D环境感知, 建立地形的高度图以分析可行区域与障碍区域. 利用光纤陀螺仪、倾角仪及里程计等传感器构建移动机器人航向制导系统. 控制系统基于多系统集成的低功耗工控机(IPC), 在硬件上具有良好的扩展性能;通过无线网桥实现车载局域网与实验室监控系统的通讯. 分布式控制系统通过异构Agent间的协作实现复杂环境下的感知与导航控制.     

一种简单的轮式移动机器人控制器设计

研究了轮式移动机器人的轨迹跟踪控制问题.针对传统控制器设计较为复杂的问题,通过构造Lyapunov函数,并根据Lyapunov稳定性定理,推导出了具有全局渐近稳定的跟踪控制器.该方法设计简单并具有直观的稳定性分析.仿真结果证明了该控制器能过保证闭环系统所有状态渐近稳定,达到了轮式移动机器人的轨迹跟踪控制目的.     

三轮移动机器人的精确运动控制设计

首先利用几何结构关系理清了三轮移动机器人的所有非完整约束和完整约束,然后结合非完整力学系统的Euler-Lagrange方程计算得到其动力学方程.为了使得三轮移动机器人能够精确地沿着给定的轨迹曲线运动,将目标轨迹曲线转化为速度形式,然后通过引入一个微分同胚变换将该速度目标转化为和实际初始速度更为接近的形式,从而达到尽量减少控制系统的初始速度误差和累积位置误差的目的,最后结合最优控制和积分滑模控制方法为三轮移动机器人设计鲁棒跟踪控制器.仿真结果显示,提出的轨迹跟踪目标设计和控制方法能使三轮移动机器人精确沿着给定目标轨迹曲线运动,并具有一定的鲁棒性.     

移动机器人网络控制系统建模分析

论述当前网络控制系统模型中存在的主要问题,考虑四轮移动机器人作为网络控制系统的被控对象,建立了该系统的传递函数和状态方程模型,通过仿真结果讨论了采样周期对移动机器人作为被控对象网络控制系统稳定性的影响.     

未知环境下移动机器人运动目标跟踪技术研究进展

运动目标跟踪技术是未知环境下移动机器人研究领域的一个重要研究方向 .针对该技术的高度复杂性 ,在介绍了未知环境下目标跟踪技术的几个特点的基础上 ,对其中两个关键环节即目标建模与图像跟踪算法的主要思想和方法进行了较详细的分析与比较 ,指出了该领域的研究难点和待解决的问题 ,并对未来的发展做出了展望 .     

基于ROS的移动机器人控制系统实现机制与方法

ROS是目前广泛采用的开源机器人控制软件架构平台,本文采用ros_control实现机制,设计了移动机器人控制架构,通过不同参数配置文件和定制化硬件接口协议,实现了适应不同硬件配置的移动机器人差速运动控制。     

基于声纳的移动机器人环境建模仿真平台的设计

利用Visual Basic建立了一个移动机器人环境建模的仿真平台,通过仿真声纳的数学模型,采用以概率论和Dempster-Shafer证据理论为基础的基于占有率的栅格地图创建方法,解释和融合仿真的声纳数据,建立环境的栅格地图。该仿真平台提供了环境和移动机器人运动状态在线实时设定功能,其参数可调的声纳模型及根据声纳数据进行环境建模的算法设计相对独立等特点极大地方便移动机器人环境建模的研究工作。