Robocup小型組機(jī)器人控制策略的研究.pdf

1、Robocup是近年來國際上迅速開展起來的高科技對(duì)抗活動(dòng)，足球機(jī)器人在產(chǎn)、學(xué)、研方面都有很大的研究意義。機(jī)器人足球融合機(jī)械設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制、無線通信、圖像識(shí)別、人工智能等多項(xiàng)技術(shù)，已成為機(jī)器人研究領(lǐng)域中的一個(gè)熱點(diǎn)。機(jī)器人足球賽的結(jié)果反映了一個(gè)球隊(duì)在各相關(guān)學(xué)科的綜合實(shí)力，機(jī)器人的性能是球隊(duì)整體實(shí)力的基礎(chǔ)。 本文是以Robocup小型組足球機(jī)器人為技術(shù)平臺(tái)，首先闡述了研究機(jī)器人足球賽的意義，分析了國內(nèi)外足球機(jī)器人的發(fā)展過程和現(xiàn)狀。通過

2、對(duì)比賽規(guī)則的理解明確了足球機(jī)器人控制系統(tǒng)算法的目的和要求。 然后通過大量文獻(xiàn)的閱讀，從足球機(jī)器人車輪布局入手，研究了全方位機(jī)器人的底層運(yùn)動(dòng)學(xué)的分析，得到了比賽場上的機(jī)器人位姿與機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的加速度和速度之間的關(guān)系式。并使用MATLAB仿真得出足球機(jī)器人行進(jìn)時(shí)所具備的最大加速度，為機(jī)器人控制提供了理論基礎(chǔ)。 論文以機(jī)器人由于機(jī)械原因所造成的質(zhì)心偏移所造成的控制問題為重點(diǎn)，在機(jī)器人不打滑的前提下提出了質(zhì)心偏移時(shí)速度和加速度的運(yùn)

3、動(dòng)模型并進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)分析，然后利用線性規(guī)劃方法對(duì)電機(jī)的出力分布進(jìn)行優(yōu)化。最后以Robocup小型組四輪普通蝶型全向機(jī)器人作為試驗(yàn)對(duì)象，利用上述模型計(jì)算出了三維方向得到最大合力時(shí)每一個(gè)電機(jī)所應(yīng)出力比例。 接下來論文提出了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制算法，對(duì)于上層控制算法，建立了“位移優(yōu)先”原則的運(yùn)動(dòng)過程的“梯形模型”，對(duì)上層運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了具體分析，計(jì)算得出預(yù)期速度，然后再將預(yù)期速度傳送到下層控制系統(tǒng)，采用全局增量式PID與Bang-Bang控制結(jié)合