視覺導航移動機器人路徑跟蹤控制策略的研究.pdf

1、隨著科學技術的不斷發(fā)展，移動機器人已經(jīng)在人們的生產(chǎn)和生活中得到了很大的應用，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。因此對移動機器人幾個關鍵技術的研究是十分必要的。本文針對視覺導航移動機器人路徑跟蹤的控制策略等關鍵技術進行了深入的研究。
　　 在移動機器人的視覺導航系統(tǒng)中，對視覺傳感器得到的數(shù)據(jù)進行HSV模型變換、圖像分割和細化等處理，并采用最小二乘法擬合路徑的直線方程。對移動機器人的運動學模型和動力學模型進行了深入的分析并最終確定視覺導航

2、移動機器人路徑跟蹤系統(tǒng)的數(shù)學模型。同時將移動機器人路徑跟蹤問題轉(zhuǎn)化為無靜差跟蹤控制問題來解決。
　　 論文深入分析了無靜差跟蹤控制系統(tǒng)的結構形式及觀測器設計理論存在的不足之處，并提出了一種全新的無靜差跟蹤控制系統(tǒng)的結構。該控制系統(tǒng)的鎮(zhèn)定補償器采用動態(tài)輸出觀測器反饋控制結構，具有很強的魯棒穩(wěn)定性。同時以減小特征向量矩陣的條件數(shù)為直接目的，提出以特征向量矩陣的條件數(shù)為適應度函數(shù)，采用粒子群算法進行優(yōu)化。針對粒子群算法中存在的缺陷，對

3、粒子濃度進行調(diào)節(jié)以保持粒子多樣性，防止算法陷入局部極值。同時建立優(yōu)秀粒子記憶庫，克服粒子群算法后期收斂速度慢的缺點。最后通過實驗驗證了本文提出的無靜差跟蹤控制結構具有較強的魯棒穩(wěn)定性，即使在被控系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生很大變化的情況下，仍然能夠保持較好的無靜差跟蹤能力。
　　 在對動態(tài)輸出觀測器反饋控制理論的研究中發(fā)現(xiàn)，當被控系統(tǒng)不滿足兩個充分條件時就不一定能保證系統(tǒng)一定能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)輸出觀測器反饋控制。針對這一情況，提出穩(wěn)定傳輸零點補償器