移動機器人鎮(zhèn)定的研究及實現(xiàn).pdf

1、移動機器人是一個集環(huán)境感知，動態(tài)決策與規(guī)劃，運動控制與執(zhí)行等多種功能為一體的綜合系統(tǒng)。移動機器人不斷完善的性能及服務型移動機器人存在的越來越廣闊的市場應用前景，使得對移動機器人的研究已經超越了關節(jié)機器人而受到了普遍重視。非完整移動機器人作為一個新型的課題，近年來日益受到國內外機器人研究人員的青睞。 移動機器人的控制是研究的熱點，但現(xiàn)有的研究大多以仿真為主，鮮有實驗驗證。而現(xiàn)實環(huán)境中條件的復雜性使得實驗驗證比起仿真更具說服力。本文

2、以Pioneer3-AT輪式移動機器人為研究對象，以．Net環(huán)境為開發(fā)平臺，以驗證非完整系統(tǒng)的輸出反饋鎮(zhèn)定控制算法為目標，利用C++編程，對移動機器人的鎮(zhèn)定控制算法、移動機器人的軟件編程控制、移動機器人的實驗設計等進行了分析和研究。 在本文的前兩章系統(tǒng)的介紹了移動機器人的發(fā)展概況、研究領域以及非完整系統(tǒng)的基礎知識。隨后設計了非完整系統(tǒng)的輸出反饋鎮(zhèn)定控制器，控制器采用了輸入狀態(tài)量化法和倒推法，并針對非完整系統(tǒng)的一個實例，對此算法進

3、行了仿真，仿真的結果表明該算法能夠有效地對非完整系統(tǒng)進行鎮(zhèn)定，所有的狀態(tài)量和輸入量最后收斂到零。 為了在實際中對反饋鎮(zhèn)定控制算法進行驗證，我們設計了機器人行走實驗，重點設計了移動機器人的鎮(zhèn)定控制程序，闡述了控制量的實現(xiàn)、坐標系的轉換、移動機器人的通信管理和機器人的行為設計等方面。實驗結果表明，移動機器人的狀態(tài)量收斂于零，在有限的時間內由初始位姿到達目標位姿，同時移動機器人的平動速度和轉動速度都趨于零，且移動機器人處于可控狀態(tài)，當