【摘要】：針對(duì)通過無線通信信道遠(yuǎn)程操控自主機(jī)器人的問題,以輪式移動(dòng)機(jī)器人為研究對(duì)象進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析并建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,提出并實(shí)現(xiàn)了用觸發(fā)條件調(diào)整跟蹤誤差的自觸發(fā)策略,以實(shí)現(xiàn)較好的跟蹤性能和減少網(wǎng)絡(luò)信息傳輸。最后以P3-DX移動(dòng)機(jī)器人為平臺(tái),對(duì)該方法進(jìn)行了的仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果證實(shí),與非自適應(yīng)自觸發(fā)方法相比,在網(wǎng)絡(luò)信息傳輸量減少的情況下,跟蹤性能幾乎沒有降低。
【圖文】：

鋰囁?,該類庫采用C++編程語言實(shí)現(xiàn),用戶可以按照自己的需求修改和擴(kuò)展,支持從機(jī)器人基本的通訊、路徑規(guī)劃一直到機(jī)器人的導(dǎo)航與定位等進(jìn)行特定的的編程和應(yīng)用。其中,P3-DX是目前世界上最成熟的幾種輪式移動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)研究平臺(tái)之一[3-4],結(jié)構(gòu)上采用上下位機(jī)模型的架構(gòu),采用前兩輪驅(qū)動(dòng)后一輪導(dǎo)向的差分驅(qū)動(dòng)方式,豐富的軟件包接入和管理機(jī)器人平臺(tái)及機(jī)器人的各種傳感器等附件,代碼完全開放,可以滿足不同層次的開發(fā)需要。如圖1所示,為P3-DX機(jī)器人實(shí)體及結(jié)構(gòu)圖。圖1P3-DX機(jī)器人視圖·26·研究與分析2016年第6期(第29卷,總第146期)·機(jī)械研究與應(yīng)用·收稿日期:2016-11-04基金項(xiàng)目:2014年天水市科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(第一批)財(cái)政專項(xiàng)資金:群體智能機(jī)器人協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(編號(hào):2014-09)。作者簡(jiǎn)介:姜毅龍(1966-),男,甘肅會(huì)寧人,副教授,研究方向:智能控制、嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用。

2機(jī)器人模型和問題制定2.1運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立為整個(gè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)推導(dǎo)一個(gè)模型,須建立統(tǒng)一的參考框架來表達(dá)各輪的力和約束。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析過程中,將機(jī)器人建模成輪子上并運(yùn)行在水平面上的一個(gè)剛體。為了確定機(jī)器人在平面中的位置,我們建立了平面全局參考框架和機(jī)器人局部參考框架之間的關(guān)系(映射)[5],如圖2所示。P3-DX移動(dòng)機(jī)器人的前部的兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪由兩個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng),完成各種基本動(dòng)作都是通過分別控制左右輪輪速來實(shí)現(xiàn)的,另一個(gè)輪子是在移動(dòng)機(jī)器人的后部的從動(dòng)輪(見圖1)。圖2移動(dòng)機(jī)器人全局參考框架和局部參考框架令D和r分別表示車輪軸線的長度和驅(qū)動(dòng)輪的半徑。速度vL和vR別表示左輪和右輪的速度。控制變量v和w分別表示移動(dòng)機(jī)器人的前進(jìn)速度和角速度。假設(shè)沒有滑移效應(yīng),并且移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模型滿足非完整約束,對(duì)于上述假設(shè)下的移動(dòng)機(jī)器人,定義笛卡爾坐標(biāo)為(x,y),θ是前進(jìn)方向和x軸之間的定向角。差動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人數(shù)學(xué)模型可以描述為:x·=vcosθy·=vsinθθ·=wìí(1)vwéù=1212-1D1DéùvLvRéù(2)非完整約束方程為:x·sinθ=y·cosθ(3)移動(dòng)機(jī)器人在X-Y平面中的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型如下:q·e=x·ey·eθ·eéù=cosθ0sinθ001éùu(4)其中q=x,y,θ[]T,表示在移動(dòng)機(jī)器人質(zhì)量中心的姿勢(shì)坐標(biāo)。控制輸入u=v,w[]T。2.2跟蹤控制問題跟蹤控制[6-7]有軌跡跟蹤控制和路徑跟蹤控制兩種,目?
【作者單位】： 甘肅機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院;利曼機(jī)器人科技有限公司;
【基金】：2014年天水市科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(第一批)財(cái)政專項(xiàng)資金:群體智能機(jī)器人協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)(編號(hào):2014-09)
【分類號(hào)】：TP242

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本文編號(hào)：2552793