基于Ad Hoc网络的多机器人通信协议改进

Ad Hoc自组网解决了多机器人系统中网络拓扑结构动态变化和数据报文多跳转发的通信问题,决定节点能耗、最优路由和网络信息延迟等网络性能,是多机器人系统网络常用的通信方式。其中AODV协议能较好的在Ad Hoc自组网中适用,但由于多机器人系统中网络拓扑动态变化,传统的AODV协议的网络节点负载情况以及选择路由的准确性方面存在着一定缺陷。在AODV协议基础上,采用负载均衡算法的方式,对路由代价进行优化,以便更好的解决网络节点不均衡、出现拥塞时选路不准确的问题,更好的实现均衡节点能耗、优化路由以及减少网络信息延迟的目标。以NS2为网络仿真平台进行仿真,并对结果进行分析得,与AODV协议相比,改进之后的路由协议的提高了分组投递率、降低了平均端到端时延以及相对路由开销。     

基于TCP/IP的多机器人通信

简要分析了现有多机器人间通信的不足及需要，提出了基于TCP/IP的多机器人通信的系统设计和程序设计思想，并用Win Socket编程获得了多机器人通信的成功。     

基于NS2的MPLS仿真研究

MPLS被认为是下一代Internet骨干网络平台,利用MPLS可以实施流量工程,提供QoS保证。文章通过对网络仿真平台NS2进行扩展,设计和实现了一个支持MPLS的仿真器,以便于下一步更深入研究MPLS技术。最后用一个示例验证了其有效性。     

基于四轮差速模型的多机器人路径规划北大核心CSCD

针对多机器人路径规划问题,设计了一种基于四轮差速模型的多机器人路径规划系统。首先,对单个移动机器人底盘进行建模分析,建立底盘位姿变化与速度之间的运动学关系。其次,改进机器人的全局路径规划A*算法,并结合建模分析的结果,使用局部路径规划动态窗口算法(DWA)推导机器人运动轨迹,实现多机器人动态避障功能。最后,搭建机器人实物模型和实验场景,通过机器人操作系统(ROS)平台设计多机器人自主导航,在实验场景中对所提方法进行验证,实验结果表明了该方法的可行性和稳定性。     

基于NS2的无线网络仿真和自定义协议添加

文章讨论了如何使用NS2进行无线网络的仿真,包括配置无线节点、建立网络拓扑、设置节点运动方式、在节点上设置数据流。此外还讨论了针对具体应用需求,向NS2中添加自定义协议的方法和步骤,并以停止—等待协议为例,说明了添加的具体过程。     

关于机器人运动优化控制建模的仿真研究北大核心CSCD

在机器人运动性能优化控制中,由于机器人多关节结构的复杂性与运动学的高难度,导致高度仿真的机器人运动控制难以实现的问题。为避免仿真的失真,提出了一种采用D-H参数模型的机器人实时运动控制仿真方法,根据机器人各连杆部件的尺寸与位置参数,绘制3D部件,再进行D-H参数模型整合,以机器人运动学算法对模型加以控制,实验结合Matlab和Soildworks软件作为平台,对经典机器人puma560进行仿真,实现了各个连杆部件的实时控制,实现了末端工具轨迹的运动平滑规划并对运动过程录像,结果表明,提出的方法能为实现机器人运动控制性能优化设计提供科学参考。     

基于NS2的MPLS流量工程仿真研究

MPLS被认为是下-代Internet骨干网络的核心技术,利用MPLS可以有效实施流量工程.文中对MPLS技术进行了介绍,针对流量工程的要求,给出了满足MPLS流量工程要求的系统模型.通过对仿真工具NS2的扩展,建立了一个MPLS流量工程仿真器,可以实现对MPLS转发技术和约束路由算法进行性能评估.仿真器的核心思想是,在标记交换路由器LSR模型中实现了标记分发、信令协议和路由协议扩展等基本功能;在标记边缘路由器LER模型上实现了对显示路由算法的支持.     

基于NS2无线通信网络仿真研究

网络仿真技术为通信网络设计和性能优化提供了-种科学的方法.首先简要介绍了网络仿真软件NS2(Network simulator-2)的特点,详细分析了NS2t于无线网络仿真实现原理,最后结合实例对运用NS2进行无线网络仿真步骤做了详细说明.     

基于模糊PID的武装机器人运动控制研究北大核心CSCD

运动控制系统设计是武装机器人设计中的重要内容,控制驱动电机的转速是进行运动控制的常用方法,所研究的武装机器人就是运用控制电机转速这种方法来实现运动控制的。在电机的运动控制过程中容易出现超调、振荡、丢步和两电机不同步的问题,运用先进的控制算法实现电机转速精确控制是运动控制的一种有效途径,设计了一种利用模糊自适应整定PID原理实现对步进电机速度控制的运动控制系统,然后在两驱动电机控制系统中间设计了速度同步补偿器,来保证武装机器人的直线运动性能。通过仿真和试验证实,该运动控制系统具有良好的响应速度、稳定性和控制精度,在两电机负载和干扰输入信号有所差异的情况仍然能够实现电机的同步控制,能够满足武装机器人运动控制的设计要求。     

基于无线网络C／S模式的多机器人协调控制研究

针对足球机器人比赛的需要,综合考虑比赛规则和机器人系统性能的优化,研究了多机器人的协调控制问题。基于无线网络C／S模式组建足球机器人系统的无线局域网。并提出利用服务器的协助决策功能,适时根据比赛情况进行球队队形和角色的动态选择,降低多机器人系统控制的复杂度,提高了球队的整体性能。实验结果证明了协调方案的有效性。     

基于行为的多机器人队形控制仿真研究

采用基于行为的控制方法,设计了多机器人队形控制的五个子行为:奔向目标、躲避障碍物、围绕障碍物、保持队形和随机扰动。在子行为设计中引入了阶梯控制区法,提高了队形控制的容错性。使用Teambots仿真平台对典型的直线队形控制进行了仿真。针对单向虚拟参照点法队形控制不稳定的情况,采用双向虚拟参考点法对控制方法进行改进,根据运行时间对改进的队形控制方法进行了评估,实验结果表明,改进的方法大幅提高了队形控制的稳定性与系统运行效率。     

基于NS2的MPLS仿真模拟技术分析

MPLS被认为是下一代Internet骨干网络平台，可以实施流量工程，提供QOS保证。文中分析了基于NS2的MPLS模拟器的体系结构和原理，以便更深入地研究MPLS技术。通过示例对仿真结果进行了评价和分析。     

基于NS2的MPLS流量工程仿真研究

MPLS被认为是下一代Internet骨干网络的核心技术,利用MPLS可以有效实施流量工程。文中对MPLS技术进行了介绍,针对流量工程的要求,给出了满足MPLS流量工程要求的系统模型。通过对仿真工具NS2的扩展,建立了一个MPLS流量工程仿真器,可以实现对MPLS转发技术和约束路由算法进行性能评估。仿真器的核心思想是,在标记交换路由器LSR模型中实现了标记分发、信令协议和路由协议扩展等基本功能;在标记边缘路由器LER模型上实现了对显示路由算法的支持。     

多机器人队形保持与变换仿真研究

针对多机器人的队形保持与变换任务,采用基于行为的控制方法,设计了五种子行为,即奔向目标、躲避障碍物、围绕障碍物、随机扰动和保持队形.对有障碍物环境下的队形保持进行了仿真,并针对机器人队伍无法保持队形通过的地形,采用邻居参照点法与领航参照点法相结合的策略,改进了控制方法.仿真结果表明,使用改进的控制方法,机器人队伍可以安全地通过大直径障碍物,并且提高了队形稳定性.     

水下机器人操纵系统优化控制研究北大核心CSCD

水下机器人(ROV)在水中运动时会受到波浪、海流等干扰,造成系统稳定性差。因此需要一种高效的运动控制方法。常规运动控制方法存在动态响应差、自适应能力不足等缺点,难以有效抑制环境干扰,为提高系统的稳定性,提出了一种结合PID的广义预测优化算法。根据ROV动力学模型,优化广义预测控制算法,结合PID对上述算法进行平滑处理,并以水下机器人的艏向和纵向运动为例验证控制效果。仿真结果表明,控制算法响应速度快、震荡低,且具有良好的抗干扰能力,为系统稳定性优化提供了科学依据。     

多变量解耦控制系统设计与仿真北大核心CSCD

工业生产过程中,被控系统越来越复杂,需要控制的变量通常不止一对,而且相互耦合,较成熟的线性多变量控制理论与设计方法已难以满足实际的多变量生产过程控制。本文针对多变量强耦合带有延迟环节的被控系统,研究了一种简化的串联前馈补偿解耦控制器设计方法。根据被控对象的辨识模型,设计串联前馈补偿解耦器,使系统解耦成单输入单输出模型,进而分别对解耦后输入输出模型设计PID控制器,整定PID控制器参数。仿真结果表明该方法具有较好的解耦能力和鲁棒性,算法简单,易于实现。     

分布式多机器人通信仿真系统

针对目前多机器人通信仿真系统较少的问题,进行了多机器人通信仿真系统的设计研究．提出的多移动机器人通信仿真系统设计方案,侧重于反映通信网络的拓扑变化情况,以及多个机器人之间是如何进行通信的．仿真系统预留了机器人控制算法的接口,便于结合机器人避碰、任务分配、连通覆盖等进行综合研究．多机器人覆盖研究是目前多移动机器人和无线传感器网络中的一个研究热点,针对这个问题,采用了虚拟力分配策略,使得多机器人在保持连通性的同时尽可能大地覆盖某一区域,最后以六边形覆盖为约束条件进行了区域覆盖,并实现了该仿真系统的原型．实验表明,该仿真系统能准确地模拟多机器人在保持相互通信的情况下,达到最大化的区域覆盖．证实了基于虚拟力覆盖策略的有效性．     

基于NS2的无线网络拥塞控制仿真研究

传输控制协议(Transmission Control Protocol,TCP)作为一种广泛采用的传输控制协议,其网络拥塞控制最开始时基于有线网络设计的。传统的TCP协议拥塞控制机制导致TCP协议在无线网中性能下降。本文通过对TCP网络拥塞和网络拥塞控制既有算法的分析研究,提出基于判断丢包原因和相应的错误恢复机制的TCP协议优化思路。并采用NS-2网络仿真器进行仿真实验进行验证。     

基于Gossip协议的多机器人系统通讯机制的研究

多机器人系统的移动特性给无线通讯的设计提出挑战。而广泛使用的移动Ad-Hoc网络处理网络拓扑结构不断变化的任务会产生不可预测的计算开销。针对这种不足,该文对广泛应用于分布式信息管理的Gossip协议进行修改,应用于移动多机器人通讯中,并基于该协议提出一种实现机器人规模统计的算法。实验结果表明,该协议在不同规模的机器人系统中,都能有效地完成信息的分发,且不会造成通讯量锐增。     

基于嵌入式Linux的仿生多关节机器人通信系统研究

针对机器人通信系统存在随着通信距离的增加通信频率降低的问题,提出基于嵌入式Linux的仿生多关节机器人通信系统。首先,根据仿生多关节机器人通信系统的硬件结构,选择系统硬件类型;其次,在系统硬件的支持下,采用嵌入式Linux通信控制器,设计机器人上位机通信连接;最后,基于通信连接设计仿生多关节机器人的通信采集、处理环节,完成仿生多关节机器人通信系统开发。实验结果表明,开发的系统可以实现机器人的远程通信,并且随着通信距离的增加,该系统的通信频率仍保持在90 Hz以上。