一例非完整约束轮式移动机器人控制系统的设计

介绍了一例非完整约束轮式移动机器人机械结构及控制系统软硬件的设计。采用美国Cygnal公司新研制的C8051F005单片机作为机器人控制系统的CPU及瑞士MAXON公司的直流伺服电机作为双轮驱动单元,利用非完整约束条件和非完整约束运动规划原理,研制了一例非完整约束轮式移动机器人,该机器人可跟踪任意直线、圆弧曲线轨迹等,也可实现原地零半径旋转及任意轨迹运动。运动自主灵活。对直线及圆弧轨迹进行了跟踪实验。

非完整约束轮式移动机器人人工场导向控制研究

导向控制在非完整约束轮式移动机器人的运动控制中具有重要作用 .该文通过建立人工场的方法来引导和控制方向角 ,通过辅助的线速度控制前进或后退 ,以获取最佳收敛路径 .同时考虑到实际系统速度饱和限制 ,从而设计出一种新的非连续位姿镇定律 .并将该结果扩展 ,使得平面内任意点 -点镇定、轨迹跟踪和路径跟踪问题均可得以实现 ,且对于跟踪问题仅需知道期望位姿 ,所得控制器不仅设计简单、鲁棒性强、收敛速度快 。

非完整约束轮式移动机器人运动控制系统研究

基于对非完整约束的轮式移动机器人运动学模型分析。研究其运动控制系统。一驱动轮采用调速闭环控制,而另一驱动轮以该驱动轮速度反馈值为基准进行速度跟踪闲环控制保持实时跟踪,该双闭环结构实现了移动机器人的调速控制和准确定位。此外,为了进一步提高控制效果,对其运动控制系统引入专家PID控制算法。实验表明该运动控制器控制的有效性。

非完整约束轮式移动机器人控制系统设计

非完整约束在轮式机器人,多指机器人,空间机器人等系统中得到广泛应用。非完整约束的存在和系统本身的非线性,使得解决此类系统的控制问题十分具有挑战性。因此,研究不完整系统的控制问题,具有重要的理论价值和现实意义。车轮移动机器人是典型的非完整系统,可以将运动控制问题分成路径跟踪控制,轨迹控制和点稳定性。研究了车轮移动机器人的轨迹跟踪控制和点稳定性。

约束非完整移动机器人轨迹跟踪的非线性预测控制

针对存在非完整约束和控制输入约束的轮式移动机器人动力学模型,研究了其全动态误差系统准无限时域非线性模型预测控制策略,通过沿名义轨迹在线线性化获取局部稳定化控制器及不变终端域,以跟踪'8'字形轨迹为例进行了仿真,结果表明,闭环系统在满足控制输入条件下具有良好的跟踪性能。

加速度约束条件下的非完整移动机器人运动控制

将移动机器人的运动规划与跟踪控制问题合并在一起,对加速度约束条件下的非完整移动机器人运动控制问题进行研究.提出基于贝塞尔曲线的路径规划方法,以满足机器人的非完整约束.在考虑所受加速度约束的条件下,通过规划机器人状态时间轨线的方法实现了时间最优的轨迹规划.基于控制李亚普诺夫函数推导出了轨迹跟踪的控制律.仿真实验结果表明所提出的算法是有效的.

基于反馈增益反步法的非完整约束移动机器人路径跟踪控制

为实现非完整约束轮式机器人的路径跟踪控制,采用虚拟向导方法建立跟踪误差方程,基于李亚普诺夫稳定性理论,设计了一种基于反馈增益的反步法控制器,既能通过控制反馈增益的调节补偿机器人动态误差模型中的非线性项对系统的影响,又能避免传统反步法控制器中存在虚拟控制的高阶导数的问题。仿真结果表明:设计的控制器参数易于调节,可实现轮式移动机器人对任意曲线路径的精确跟踪。

非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制

文章讨论了包含电机动力学模型的非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制问题,提出了一种新型速度跟踪控制策略,使该非完整系统全局渐近稳定,并能有效克服外部扰动带来的影响,使系统具有良好的鲁棒性。仿真结果证明,该控制策略是有效的。

非完整约束移动机器人自适应轨迹跟踪控制设计

针对轮式移动机器人车轮半径与车身宽度随实际应用发生变化而无法精准测量的问题,提出一种自适应轨迹跟踪控制算法。在移动机器人运动模型基础上引入自适应控制算法,以跟踪误差为目标,设计Lyapunov函数,并利用backstepping方法设计未知参数动态模型的自适应跟踪控制器,以补偿系统因不确定参数引起的误差。以双轮差速移动机器人为研究对象,通过对无自适应参数与引入自适应参数的仿真实验对比,表明在保证系统稳定性的前提下,该自适应轨迹跟踪控制方法能够使被控移动机器人运动轨迹准确收敛到预期参考轨迹,并且同时验证该控制方法的有效性与可靠性。

轮式移动机器人非完整运动规划的遗传算法

本文讨论轮式移动机器人非完整运动的最优规划问题。利用系统的非完整特性 ,将轮式移动机器人运动规划转化为非线性系统最优控制问题。在最优控制中引入遗传算法 ,替代传统的牛顿迭代方法 ,提出基于遗传算法的非完整运动规划最优控制数值方法。通过仿真计算 ,验证了该方法的有效性和可行性。

非完整性约束移动机器人的鲁棒控制研究

分析了移动机器人中的轮式机器人在非完整约束条件下的建模问题,并以三轮小车式移动机器人为例讨论了运动学模型建模。应用鲁棒控制技术,设计了移动机器人轨迹跟踪控制方法,并仿真实现。

轮式移动机器人非完整运动规划的最优控制方法

本文讨论轮式移动机器人非完整运动的最优规划问题。利用约束与最优控制理论建立数学模型,考虑系统的非完整约束特性,提出轮式移动机器人运动规划的最优控制算法。通过数值仿真,表明该方法的有效性。

非完整轮式移动机器人运动控制系统的设计与实现

通过对非完整轮式移动机器人运动学模型的分析,以ElmoHARmonica伺服驱动控制器为核心,设计了轮式移动机器人的运动控制系统。基于VisualC++和OpenGL平台开发了轮式移动机器人轨迹跟踪仿真系统,并进行了轨迹跟踪的仿真试验,取得了满意的控制效果。实验结果表明了运动控制系统设计的有效性。

具有不完整约束的轮式移动机器人的串级跟踪控制

针对轮式移动机器人系统的不完整特性模型,把其模型转化为两个线性时变系统,并运用串级控制方法使得系统达到全局K-指数稳定。最后通过仿真证明了系统设计的有效性。

非完整轮式移动机器人的轨迹跟踪滑模控制

由于轮式移动机器人的非完整性质和运动受限性质,它的轨迹跟踪已经成为一类具有挑战性的控制问题。针对一个可以在医院环境中执行护理任务的室内移动机器人-护士助手机器人,提出一种轮式移动机器人的轨迹跟踪滑模控制方法。由移动机器人在极坐标系中的运动学方程出发设计一个滑模控制器,进而提出了一种新的滑模控制方法,解决了在极坐标系中关于运动学的跟踪问题。分析了此方法的稳定性和执行性能,并且通过仿真证明这个控制方法的实际应用的有效性。

基于免疫进化算法的轮式移动机器人非完整运动规划

本文阐述了轮式移动机器人非完整运动的最优规划问题,在系统的非完整特性基础上,将轮式移动机器人的运动规划转化为非线性系统最优控制问题。在最优控制中引入了人工免疫算法,替代了传统的迭代方法,提出了基于人工免疫算法的非完整运动规划的最优控制方法。通过抗体编码和亲合力函数给出了算法的具体实现步骤,并且进行了仿真实验。实验结果表明算法的有效性和可行性。

基于动力学系统的非完整移动机器人的跟踪控制

为解决具有两个驱动轮的受非完整约束移动机器人的轨迹跟踪问题,文章从机器人的动力学和运动学模型出发,设计出一种结构简单的控制器,该控制器利用单神经元网络的自学习和自适应能力,来克服未建模的系统扰动,并用Lyapunov函数对所设计的控制器进行了稳定性分析。最后仿真结果验证了所设计的控制器的有效性。

非完整移动机器人的人工势场法路径规划

基于人工势场的移动机器人路径规划方法在最近20多年里受到了广泛关注.然而研究者主要将目光集中于解决其各种理论问题,在研究中大都将机器人看作无约束的质点或刚体,通常无法直接应用于受到非完整约束限制的轮式移动机器人.针对人工势场法在轮式移动机器人上的实现问题,本文对两种已有实现方法进行了理论分析,指出其存在目标不可达的隐患和无法在不同环境下兼顾路径规划性能的问题,并提出一种基于模糊规则的新方法,通过在不同的情况下调整控制方式和参数解决前述问题.仿真研究表明,该方法在保证目标可达的前提下能够在多种环境中获得更好的总体规划性能.

非完整移动机器人路径跟踪的模糊控制

以步进电机驱动的差动式移动机器人为对象,建立非完整约束的离散运动学模型.基于参数整定的思想,并结合路径跟踪的特点来设计用于非完整移动机器人路径跟踪的分阶段模糊控制器,在跟踪的趋近和稳定阶段,分别采用了不同的模糊化比例因子和解模糊比例因子.仿真和实验表明,移动机器人采用分阶段模糊控制器对路径进行跟踪,响应速度快,稳态误差小,鲁棒性强.

一类不确定非完整移动机器人的时变自适应镇定

通过对质心和几何中心不重合情况下两轮驱动移动机器人镇定问题的研究 ,提出了一种光滑时变控制律 ,并针对质心和几何中心距离参数未知的情况 ,利用自适应技术对其进行了修正 .证明了所提出的控制律可使该类型移动机器人的位姿从任意的初始状态指数收敛到原点 .仿真试验验证了本文所提出控制律的有效性 .