一种全方位移动机器人的运动分析与控制实现

为达到在动态环境下,对机器人进行实时控制的目的,提出一种全方位移动机器人运动控制器的设计方法.以足球机器人Robocup作为实验平台,全方位移动机器人作为研究对象,通过研究具有四组正交轮组成的移动机构运动机理,在将机器人运动进行分析的基础上,以数字信号处理器(DSP)为核心,引入专家比例-积分-微分(PID)速度控制器,实现了对机器人的控制.实验结果表明,该设计方法有很好的实时性和一定的鲁棒性,在实际比赛中,实现了对全方位移动机器人的快速、实时、准确控制.     

全方位移动机器人鲁棒控制

针对近年来在移动机器人运动控制方面的热点问题——包含不确定扰动输入的完整约束轮式移动机器人的运动控制和干扰抑制问题进行了深入、细致的研究.根据移动机器人的不确定性模型，将移动机器人的跟踪问题转换为标准的H_∞控制问题进行研究，结果表明：H_∞鲁棒控制对于移动机器人的干扰具有良好的抑制性能.提出了一种基于LMI通过局部反馈H_∞控制实现整个系统对不确定扰动具有鲁棒性的算法， 通过仿真实验，验证了此算法的合理性和有效性.     

全方位壁面移动机器人姿态控制的研究

将着重讨论全方位移动机器人在运动时姿态变化的原因，并给出ＰＩ反馈补偿控制的策略，这各补偿方案的可行性将得到验证。     

一种新型轮式全方位移动机构

在许多特殊场合中,需要机构具有全方位移动能力,于是各种全方位移动机构相继出现。其中的轮式全方位移动机构应用的较多,但总的来说均存在结构复杂、承载能力差、效率不高等缺点。为此,介绍一种新型轮式全方位移动机构,对这几方面进行了改进。初步实践证明是可行的, 其中的全方位轮已向国家专利局提出专利申请。     

光电导航移动机器人转向机构的设计研究

在光电导航移动机器人的设计中,转向机构存在着死点位置,死点位置的出现将导致移动机器人不能实现自动导航,如何让转向机构不出现死点,当转向机构不可避免地存在死点时,又如何让转向机构顺利通过死点位置,是移动机器人转向机构设计时必须解决的关键问题.论文对转向机构存在的死点问题进行了分析研究;确立了死点位置的具体坐标;提出了解决死点位置的方法,采用限位块成功地解决了转向机构的死点问题.     

一种改进的移动机器人运动控制算法

在传统的控制系统中,控制器修正信号通常选取为跟踪误差的线性函数,虽然运算量较小,但在跟踪误差较大时,系统的响应速度较慢,为此,提出一种改进的运动算法,控制器修正信号选取跟踪误差的三次函数,并且为了克服在跟踪误差较大对高阶误差修正容易出现不稳定现象的问题,提出了修正信号增益分段线性化的方法计算机仿真结果证明,在跟踪误差较小时该算法与传统算法具有相似的跟踪特性,但在较大跟踪误差时,该算法既提高了系统的响应速度,又保证了系统的稳定性。     

一种新的移动机器人路径跟踪控制策略

在分析传统三种径跟踪方式跟踪误差较大,运动不稳定等不足的基础上,首次提出了一种基于神经网络和模糊控制技术的移动机器人人路径跟踪新方法。该方法利用神经网络技术对其所跟踪径进行实时识别进行进行跟踪,当误差较大时,利用两个模糊控制器迅速纠偏,从而避免了移动机器人在路径跟踪中的运动不稳定现象,改善了控制算法的实时性,提高了移动机器人的路径跟踪精度。     

基于主动路标的全方位移动机器人定位系统

介绍一种新的基于红外主动路标的全方位移动机器人全局定位方法．采用光学视觉原理,通 过ＣＣＤ摄像机,经半球形反光球面,获得全方位景物的影像,采用路标方位角定位方法,计算出机 器人在相对坐标系中的坐标,从该系统在实验中的数据来看,采样频率和定位精度均能满足要求．     

一种基于APGA的移动机器人路径规划算法

提出了基于自适应并行遗传算法的移动机器人路径规划算法,其基本思想是结合多种群并行进化及自适应调整控制参数,提高了搜索的范围和效率,缓解了传统遗传算法早熟收敛问题,从而克服了使用单种群遗传算法进行路径规划的不足．实验结果表明了该算法在移动机器人路径规划中的可行性和有效性．     

一种全方位球形机器人的运动学分析

球形机器人是一种非完整系统，它利用电机作为动力输入，通过改变配重重心的位置实现了球形机器人全方位的运动。本文通过球形机器人运动学分析，考虑到运动过程中滑动摩擦等因素对运动的影响，建立了全方位球形机器人动力学模型，为该类机器人的结构与控制系统设计提供了理论依据。     

UCLINUX下自主移动机器人运动系统设计

设计了在嵌入式操作系统UCLINUX下的自主移动机器人运动系统。该系统主控制器采用了ARM7微处理器，操作系统使用UCLINUX，利用脉冲宽度调制（PWM）技术对直流电机转速进行控制。详细介绍了UCLINUX下电机控制器的设备驱动程序设计和移动机器人基本动作的应用程序设计。该系统已经应用于一个移动机器人原型中，能够成功地实现各种动作。     

轮式移动机器人调速系统的设计

讨论了以TMS320F2812为核心的轮式移动机器人调速系统的设计.介绍了电机驱动电路的设计和利用TMS320F2812实现PWM进行调速,重点介绍了基于TMS320F2812产生PWM的软件设计.采用高集成度、高速、高性能的TMS320F2812方便地实现了PWM波形的产生,大大简化了系统的硬件设计,使控制系统的实时性和精确性得到了较大的提高,系统性能得到了明显改善,实现了轮式移动机器人调速系统的实时控制.     

自主移动机器人系统的设计与实现

自主移动机器人作为机器人学的一个重要分支,具有广泛的应用前景。本文介绍了一种四轮自主移动机器人系统的设计,分别以凌阳公司的一款通用型16位微控制器SPMC701FM0A和摩托罗拉公司的8位微控制器68HC908GP32为核心,设计了导航子系统和运动控制子系统,并给出了系统硬件和运动控制子系统软件的实现方案。两个子系统的设计相对独立,有利于整个系统的升级和功能扩展。该机器人小车能够在平坦的路况下,实现从起始点到目标点的自主移动。运动方向的精度达到1°。该自主移动机器人可以作为各类服务机器人的移动平台,搭载相应的仪器完成特定的任务。     

移动机器人模糊控制系统的设计

针对移动机器人在原控制器控制下自主运动时出现的不稳定状况,将模糊控制策略引入移动机器人运动控制系统中.通过分析比较不同的控制方法,设计了由速度误差率和速度误差变化率为控制系统的输入,移动机器人电机输出功率为控制系统的输出的双输入单输出的模糊逻辑控制器.通过仿真对比不同控制器所产生的移动机器人速度变化曲线,当移动机器人系统受到外界干扰时,对于原始控制器,PID控制器和模糊逻辑控制器速度变化的幅度分别为 26%, 13%, 4%.模糊逻辑控制器在处理外界干扰时在快速性和灵敏性上明显优于PID控制器和原始控制器,采用这种控制方法对移动机器人的驱动电机输出参数实现了模糊控制,达到了预期的工作性能要求.     

全方位移动下肢康复机器人的虚拟样机建模和仿真

通过对全方位移动康复机器人的运动学和动力学分析,建立机器人的动力学控制模型,同时采用虚拟样机技术建立机器人多刚体动力学三维模型,并通过定义输入输出变量及其接口,与Matlab软件进行机电一体化联合仿真．通过仿真表明康复机器人数学模型的正确性．     

移动机器人智能避障算法仿真研究

针对轮式移动机器人运动过程中避免碰撞固定障碍物的问题,提出了一种基于预先检测位置的智能控制算法。该算法以障碍物边预先检测位置为运行过程的子目标,通过经由各子目标,实现移动机器人绕行障碍物,避免碰撞的目的。仿真结果显示:使用此智能控制算法,移动机器人能够实现平稳绕行障碍物,到达最终目的地。     

基于视觉的移动机器人轨迹跟踪

借助视觉反馈,研究了质心与几何中心不重合的非完整移动机器人轨迹跟踪控制问题。利用固定在天花板上的摄像机系统,作者提出了一种基于视觉伺服的运动学跟踪误差模型;基于这个模型,在质心与几何中心和视觉参数未知的情形下,作者设计了自适应轨迹跟踪控制器,并运用李雅普诺夫方法严格证明了闭环系统的稳定性。Matlab仿真证明了控制器的有效性。     

高空爬行机器人的控制系统的设计

设计了一台沿桅杆或绳索爬行的机器人,介绍了该机器人的组成及其功能,对该机器人进行控制系统的设计,该机器人可携带检测装置对桅杆或绳索进行巡检作业.     

基于视觉的移动机器人实时避障和导航

阐述了移动机器人通过视觉传感器在不确定的环境中实现自主避障和导航的一种方法，首先讨论了路径规划的分层结构，然后通过简单的图像处理方法获取运动环境中的避碰点，最后给出机器人实现局部路径规划的算法，该方法有效地利用了全局环境地图和视觉信息。减少了计算量，提高实时性，通过仿真研究说明了该算法的有效性和可行性。     

面向目标探测与搜索的轮式机器人设计

针对机器人目标搜索过程中的探测、搜寻功能进行研究．采用模块化方法设计并实现的机器人实验平台,具备目标探测、搜索以及安全监控等功能,具有低成本、高可靠性及易扩展等特性．通过对轮式机器人系统各功能模块的调试与实验,验证设计的可行性和正确性．该轮式目标搜索机器人能够完成对指定目标的搜索．