本文關(guān)鍵詞： 球形兩棲多機(jī)器人 多機(jī)協(xié)同 主從機(jī)器人 自主式控制 上位機(jī)式控制　出處：《天津理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著科技以及生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,20世紀(jì)50年代以后工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)出現(xiàn),計(jì)算機(jī)領(lǐng)域、控制領(lǐng)域、電子領(lǐng)域、監(jiān)測(cè)領(lǐng)域以及人工智能領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)。針對(duì)于目前的機(jī)器人控制系統(tǒng),現(xiàn)階段機(jī)器人研究多為側(cè)重單個(gè)機(jī)器人的研究,使得對(duì)于一些具有復(fù)雜任務(wù)從事的機(jī)器人而言,單個(gè)機(jī)器人難以勝任一些任務(wù)。對(duì)于多機(jī)器人的協(xié)同控制系統(tǒng)而言,多機(jī)器人控制系統(tǒng)相比單個(gè)機(jī)器人控制具有更強(qiáng)的優(yōu)越性,可以針對(duì)某一些具體的任務(wù),設(shè)計(jì)出機(jī)器人協(xié)同控制系統(tǒng),要比對(duì)單個(gè)機(jī)器人控制完成任務(wù)更加容易、經(jīng)濟(jì)。本文首先針對(duì)當(dāng)前機(jī)構(gòu)所研究?jī)蓷珯C(jī)器人控制方式相對(duì)單一的現(xiàn)狀,提出了一種球形兩棲多機(jī)器人協(xié)同控制系統(tǒng)。該協(xié)同控制系統(tǒng)可以對(duì)多臺(tái)球形兩棲機(jī)器人進(jìn)行統(tǒng)一控制,也可以對(duì)單臺(tái)球形兩棲機(jī)器人進(jìn)行單獨(dú)控制,其實(shí)現(xiàn)方式有兩種,分別為自主式球形兩棲多機(jī)器人控制系統(tǒng)以及上位機(jī)式球形兩棲多機(jī)器人控制系統(tǒng),其中自主式控制系統(tǒng)為主機(jī)器人向從機(jī)器人發(fā)射控制指令,主從機(jī)器人一同完成任務(wù),上位機(jī)控制系統(tǒng)為上位機(jī)向多個(gè)從機(jī)器人統(tǒng)一發(fā)送控制指令,各個(gè)從機(jī)器人一同完成任務(wù)。其次,為了證實(shí)球形兩棲機(jī)器人多機(jī)協(xié)同控制系統(tǒng)的可行性,本文采用基于ZigBee通信協(xié)議的XBee無(wú)線通信模塊配置機(jī)器人的控制方式,對(duì)球形兩棲多機(jī)器人的陸地運(yùn)動(dòng)以及水下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)和仿真,并取得數(shù)據(jù)。陸地實(shí)驗(yàn)以及水下實(shí)驗(yàn)分別做了兩方面的控制特性研究,一種為自主式球形兩棲多機(jī)器人控制方式,另外一種為上位機(jī)式球形兩棲多機(jī)器人控制方式。通過(guò)兩種不同的方式對(duì)球形兩棲多機(jī)器人進(jìn)行協(xié)同控制做了相關(guān)的陸地爬行以及水下噴水行進(jìn)實(shí)驗(yàn)。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了球形兩棲多機(jī)器人協(xié)同控制系統(tǒng)的可行性,并且在引入LQR算法后球形兩棲多機(jī)器人能夠按照預(yù)定的軌道行進(jìn)。通過(guò)做相關(guān)實(shí)驗(yàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,證實(shí)了球形兩棲多機(jī)器人協(xié)同控制系統(tǒng)的可行性,同時(shí)也為將來(lái)球形兩棲多機(jī)器人協(xié)同控制系統(tǒng)的優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
[Abstract]:With the development of science and technology and productivity, since 50s, industrial robots have appeared, such as computer field, control field, electronic field. Monitoring field and artificial intelligence technology are developing rapidly. In view of the current robot control system, the current robot research is focused on the single robot research. For some robots with complex tasks, it is difficult for a single robot to be competent for some tasks, and for a multi-robot collaborative control system. Multi-robot control system has more advantages than single robot control system, which can be designed for some specific tasks. It is easier and more economical to complete the task than to control a single robot. Firstly, this paper aims at the relatively single control mode of the amphibious robot studied by the current mechanism. This paper presents a cooperative control system for spherical amphibious multi-robot, which can control multiple spherical amphibious robots uniformly or single spherical amphibious robot alone. There are two ways to realize it, which are the autonomous spherical amphibious multi-robot control system and the host computer spherical amphibious multi-robot control system. The autonomous control system mainly sends control instructions to slave robots, and master and slave robots complete the task together. The upper computer control system sends control instructions to multiple slave robots. Each slave robot accomplishes the task together. Secondly, in order to verify the feasibility of multi-machine cooperative control system of spherical amphibious robot. In this paper, the XBee wireless communication module based on ZigBee protocol is used to configure the control mode of the robot, and the experiment and simulation of the land motion and underwater motion of the spherical amphibious multi-robot are carried out. The land experiment and the underwater experiment have done two aspects of the control characteristic research, one is the autonomous spherical amphibious multi-robot control mode. The other is the control mode of host computer spherical amphibious multi-robot. The cooperative control of spherical amphibious multi-robot is carried out in two different ways. Finally, the experiments of land crawling and underwater water spraying are carried out. The experiment proves the feasibility of the cooperative control system of spherical amphibious multi-robot. And after the introduction of LQR algorithm, the spherical amphibious multi-robot can travel according to the predetermined orbit. Through the relevant experiments, the experimental data are analyzed. The feasibility of the cooperative control system of spherical amphibious multi-robot is confirmed, and the theoretical basis is provided for the optimization of the cooperative control system of spherical amphibious multi-robot in the future.
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TP242

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10 財(cái)宣邋Q孟推，

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