【摘要】：隨著計(jì)算機(jī)、傳感器與自動(dòng)化控制等學(xué)科的飛速發(fā)展,多機(jī)器人技術(shù)在當(dāng)前受到了學(xué)者專家們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。當(dāng)多移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)完成某個(gè)任務(wù)時(shí),通常需要多個(gè)機(jī)器人形成期望的編隊(duì)隊(duì)形,并且可以找到最優(yōu)路徑,因此移動(dòng)機(jī)器人的路徑規(guī)劃與編隊(duì)研究是當(dāng)前機(jī)器人技術(shù)的研究熱點(diǎn)和趨勢(shì),是多機(jī)器人導(dǎo)航、協(xié)作的基礎(chǔ),并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事救援、核工業(yè)、航空航天、航�？辈斓戎T多高科技領(lǐng)域。本文圍繞多機(jī)器人編隊(duì)與路徑尋優(yōu)任務(wù)來(lái)展開(kāi)。首先,闡述多機(jī)器人編隊(duì)與路徑優(yōu)化的研究背景及意義、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀,證明了本研究的意義與價(jià)值;同時(shí)介紹了全局坐標(biāo)系與局部坐標(biāo)系,并建立了兩者之間的關(guān)系,介紹了完整約束與非完整約束,并建立了移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行了非完整性分析。其次,重點(diǎn)研究了最優(yōu)路徑算法,并提出一種基于蟻群算法的路徑尋優(yōu)算法,即改進(jìn)蟻群算法。通過(guò)改進(jìn)傳統(tǒng)蟻群算法參數(shù)以及初始信息素矩陣,使改進(jìn)蟻群算法能快速的找到最優(yōu)路徑,大大提高了收斂速度。再次,針對(duì)兩輪式移動(dòng)機(jī)器人的編隊(duì)控制問(wèn)題,設(shè)計(jì)了基于PID算法的軌跡跟蹤控制器和基于李雅普諾夫算法的軌跡跟蹤控制器,通過(guò)分析比較選擇了其中穩(wěn)定性更好的控制器,即基于李雅普諾夫算法的軌跡跟蹤控制器,解決了軌跡跟蹤問(wèn)題,并通過(guò)仿真分析,驗(yàn)證了該控制器的穩(wěn)定性和有效性。最后,研究了多移動(dòng)機(jī)器人如何在復(fù)雜環(huán)境下完成編隊(duì)問(wèn)題。該章節(jié)基于上章節(jié)設(shè)計(jì)的軌跡跟蹤控制器,將多機(jī)器人的編隊(duì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為軌跡跟蹤問(wèn)題,并結(jié)合領(lǐng)導(dǎo)—跟隨的編隊(duì)控制法,最終完成了多機(jī)器人的編隊(duì)任務(wù)。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP242
【圖文】：

圖 2-1 機(jī)器人平面模型[37]222，機(jī)器人在全局坐標(biāo)系x軸分速度、y 軸分速度x vcos y vsin w (2-2)、式(2-3)可得，在全局坐標(biāo)系下，機(jī)器人 wvyx01sin0cos0 -2)、式(2-3)被合稱為移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型-2)，可以得到另外一個(gè)表達(dá)式為x sin y cos 0

第 2 章 輪式移動(dòng)機(jī)器人建模分析約束也被稱為幾何約束，無(wú)論它約束的是空間位置還是經(jīng)過(guò)非線性變換和積分轉(zhuǎn)換都變成，約束受控對(duì)象在現(xiàn)約束的系統(tǒng)被稱為完整系統(tǒng)。由于完整系統(tǒng)的所具有的無(wú)約束的系統(tǒng)，因此對(duì)完整系統(tǒng)的研究和應(yīng)用就變得非束 “非完整”起源于近代分析力學(xué)，非完整約束也被是指既約束空間位置也約束運(yùn)動(dòng)速度，而且不能通過(guò)非進(jìn)行降維。擁有非完整約束的系統(tǒng)被稱為非完整系統(tǒng)，其進(jìn)行的研究和應(yīng)用就變得更加困難。動(dòng)機(jī)器人非完整性分析都是利用 Frobenius 定理或者通過(guò)可積性原理來(lái)判斷某個(gè)于輪式移動(dòng)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，我們只需考慮其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，如

,,0' f xy)可以看到， f x, y,函數(shù)是一個(gè)和 完全沒(méi)有關(guān)系的函數(shù)與 ,,sin'fxy x和 ,,cos'fxy y產(chǎn)生了以看出式(2-6)是不可積的，即該式所表示的約束是機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析節(jié)可知，輪式移動(dòng)機(jī)器人是一個(gè)典型的非完整性約，不僅要受起點(diǎn)、終點(diǎn)等確定因素的影響，同時(shí)還面的影響。因此要實(shí)現(xiàn)多機(jī)器人路徑規(guī)劃算法，首模。移動(dòng)機(jī)器人的編隊(duì)控制問(wèn)題，本節(jié)對(duì)非完整移動(dòng)機(jī)析。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 田晉宇;王創(chuàng)創(chuàng);何平;熊興中;;非完整網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)機(jī)器人的一致性[J];華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2019年06期

2 王宏玉;;移動(dòng)機(jī)器人行業(yè):百花齊放,快速發(fā)展[J];物流技術(shù)與應(yīng)用;2019年03期

3 王賽;劉子龍;;基于4G網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)機(jī)器人遠(yuǎn)程控制研究[J];軟件導(dǎo)刊;2019年11期

4 張淇元;;自適應(yīng)巡航移動(dòng)機(jī)器人的構(gòu)建與編程[J];數(shù)字通信世界;2017年10期

5 趙杰;;以世賽集訓(xùn)為引領(lǐng) 推動(dòng)學(xué)院水平提升——44屆世賽移動(dòng)機(jī)器人項(xiàng)目集訓(xùn)介紹[J];中國(guó)培訓(xùn);2018年03期

6 楊洪志;;移動(dòng)機(jī)器人的雙臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究[J];南方農(nóng)機(jī);2018年14期

7 任芳;;移動(dòng)機(jī)器人助力無(wú)人倉(cāng)落地——訪杭州海康機(jī)器人技術(shù)有限公司副總裁吳堯[J];物流技術(shù)與應(yīng)用;2018年10期

8 劉銀萍;;全向移動(dòng)機(jī)器人中電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的研究[J];微電機(jī);2016年12期

9 張燕;徐一超;盛洲;;A*算法在移動(dòng)機(jī)器人自學(xué)習(xí)中的使用[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2016年11期

10 薛金水;張新政;;改進(jìn)遺傳算法優(yōu)化移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)態(tài)路徑研究[J];機(jī)床與液壓;2017年07期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 陳煒;馬利;王立柱;;雙臂移動(dòng)機(jī)器人在不平路面激勵(lì)下的振動(dòng)特性分析[A];第十屆動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議摘要集[C];2016年

2 王潤(rùn)孝;仲于海;;四足移動(dòng)機(jī)器人研究現(xiàn)狀及核心關(guān)鍵技術(shù)[A];2017年第七屆全國(guó)地方機(jī)械工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)暨海峽兩岸機(jī)械科技學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2017年

3 湯亞鋒;姚紅;楊慶;;氣浮式移動(dòng)機(jī)器人的模糊運(yùn)動(dòng)控制方法[A];2009年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（第一分冊(cè)）[C];2009年

4 李斌;劉景泰;孫雷;王鴻鵬;李寶炯;;面向復(fù)雜環(huán)境作業(yè)的輪式滑動(dòng)轉(zhuǎn)向移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)設(shè)計(jì)[A];2009年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（第二分冊(cè)）[C];2009年

5 趙暉;王天然;劉德林;;分布式數(shù)據(jù)庫(kù)在移動(dòng)機(jī)器人中的應(yīng)用[A];第十屆全國(guó)數(shù)據(jù)庫(kù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1992年

6 李偉;江曉佳;王彥昕;王永強(qiáng);;基于模糊邏輯推理的室外移動(dòng)機(jī)器人道路邊沿抽取的方法[A];1995年中國(guó)智能自動(dòng)化學(xué)術(shù)會(huì)議暨智能自動(dòng)化專業(yè)委員會(huì)成立大會(huì)論文集（上冊(cè)）[C];1995年

7 高志軍;顏國(guó)正;丁國(guó)清;顏德田;;多移動(dòng)機(jī)器人間通訊機(jī)制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[A];中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)第三屆青年學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（上）[C];2001年

8 郭丙華;胡躍明;吳忻生;;未知或已知環(huán)境中的非完整移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)規(guī)劃[A];第二十一屆中國(guó)控制會(huì)議論文集[C];2002年

9 劉國(guó)棟;呂福生;謝宏斌;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)機(jī)器人的路徑規(guī)劃研究[A];2003年中國(guó)智能自動(dòng)化會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2003年

10 李世華;田玉平;;一種非完整移動(dòng)機(jī)器人有限時(shí)間跟蹤控制算法[A];江蘇省自動(dòng)化學(xué)會(huì)七屆四次理事會(huì)暨2004學(xué)術(shù)年會(huì)青年學(xué)者論壇論文集[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 記者 張紅波;云南技師學(xué)院鄭棋元勇奪第45屆世界技能大賽移動(dòng)機(jī)器人項(xiàng)目金牌[N];云南經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2019年

2 本報(bào)記者 黃辛 趙廣立;給移動(dòng)機(jī)器人裝上“最強(qiáng)大腦”[N];中國(guó)科學(xué)報(bào);2018年

3 整理 任紫;技能報(bào)國(guó) 正當(dāng)其時(shí)[N];中國(guó)勞動(dòng)保障報(bào);2019年

4 湖南日?qǐng)?bào)記者 姚學(xué)文;馳眾 躋身工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人第一方陣[N];湖南日?qǐng)?bào);2018年

5 本報(bào)記者 郝曉明;移動(dòng)機(jī)器人“冰屏”炫舞“北京八分鐘”[N];科技日?qǐng)?bào);2018年

6 沈陽(yáng)日?qǐng)?bào)、沈報(bào)融媒記者 李海英;炫舞“北京8分鐘” 沈陽(yáng)新松移動(dòng)機(jī)器人團(tuán)隊(duì)榮獲“市長(zhǎng)特別獎(jiǎng)”[N];沈陽(yáng)日?qǐng)?bào);2018年

7 本報(bào)記者 孫宏陽(yáng);移動(dòng)機(jī)器人巡邏機(jī)場(chǎng)高速[N];北京日?qǐng)?bào);2017年

8 本報(bào)記者 周明陽(yáng);移動(dòng)機(jī)器人：“百變?nèi)f用”真神奇[N];經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào);2015年

9 朱偉良 穗人社宣;廣州選手摘金奪銀創(chuàng)歷史佳績(jī)[N];南方日?qǐng)?bào);2017年

10 中國(guó)工業(yè)報(bào)記者 李芳蕾;履坦科技：打造地面行走的農(nóng)機(jī)典范[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2019年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 林俊欽;非結(jié)構(gòu)環(huán)境中移動(dòng)機(jī)器人視覺(jué)定位技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2017年

2 熊輝;基于分層優(yōu)化的移動(dòng)機(jī)器人即時(shí)定位與地圖構(gòu)建方法研究[D];華中科技大學(xué);2019年

3 王志瑞;四面體桿式移動(dòng)機(jī)器人的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D];北京交通大學(xué);2019年

4 張啟彬;基于不確定性分析的移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)定位與導(dǎo)航控制方法研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

5 李曄卓;可重構(gòu)多模式地面移動(dòng)機(jī)器人的構(gòu)型設(shè)計(jì)與性能研究[D];北京交通大學(xué);2018年

6 黃辰;基于智能優(yōu)化算法的移動(dòng)機(jī)器人路徑規(guī)劃與定位方法研究[D];大連交通大學(xué);2018年

7 程傳奇;非結(jié)構(gòu)場(chǎng)景下移動(dòng)機(jī)器人自主導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D];戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué);2018年

8 馮晟;基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)動(dòng)態(tài)定位[D];東北大學(xué);2017年

9 邱增帥;面向室外環(huán)境的移動(dòng)機(jī)器人自主場(chǎng)景理解[D];大連理工大學(xué);2018年

10 陳偉華;社會(huì)環(huán)境的輪式移動(dòng)機(jī)器人定位導(dǎo)航方法研究[D];華南理工大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 黃偉;基于激光雷達(dá)的移動(dòng)機(jī)器人室內(nèi)三維地圖構(gòu)建[D];南京航空航天大學(xué);2018年

2 石長(zhǎng)興;基于多傳感器信息融合的室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D];重慶郵電大學(xué);2019年

3 朱家遠(yuǎn);移動(dòng)機(jī)器人自抗擾控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

4 丁晟輝;地面多移動(dòng)機(jī)器人協(xié)同避障與路徑規(guī)劃技術(shù)[D];南京航空航天大學(xué);2019年

5 劉思明;移動(dòng)機(jī)器人銑削系統(tǒng)控制技術(shù)[D];南京航空航天大學(xué);2019年

6 王晨琳;基于多源傳感器信息融合的移動(dòng)機(jī)器人協(xié)同導(dǎo)航研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

7 金兆遠(yuǎn);移動(dòng)機(jī)器人局部路徑規(guī)劃及其無(wú)盲區(qū)避障研究[D];南昌大學(xué);2019年

8 李科;六輪腿式移動(dòng)機(jī)器人設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)建模研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2019年

9 王蒙;室內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人的定位與建圖技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

10 韓文華;基于單線激光雷達(dá)的移動(dòng)機(jī)器人動(dòng)態(tài)環(huán)境導(dǎo)航研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2761930