發(fā)布時(shí)間：2017-07-14 08:21

  本文關(guān)鍵詞：兩節(jié)拖車反向運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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【摘要】：當(dāng)前自動(dòng)化領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)機(jī)器人方向的重視程度不斷增加,使得拖掛式移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展變得更加智能化和多樣化。本文研究的拖掛式移動(dòng)機(jī)器人由一個(gè)牽引車和兩節(jié)拖車組成,牽引車提供動(dòng)力并控制轉(zhuǎn)彎角度,兩節(jié)拖車跟隨牽引車運(yùn)動(dòng)。這種系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。帶有拖車的移動(dòng)機(jī)器人所組成的系統(tǒng)非常復(fù)雜,它的輸入量小于系統(tǒng)的自由度,因此在這類系統(tǒng)中的控制問(wèn)題要比單體機(jī)器人困難許多。再加上該系統(tǒng)并非傳統(tǒng)的線性系統(tǒng),這就導(dǎo)致了在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)帶有拖車的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)與單體機(jī)器人存在著很大差異,由于以上種種原因,導(dǎo)致了在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中難以直接將單體移動(dòng)機(jī)器人的研究成果直接應(yīng)用到該復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,該研究點(diǎn)作為難點(diǎn)和熱點(diǎn)得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文研究了一種兩節(jié)拖車反向運(yùn)動(dòng)控制方法,以ActiveMedia公司生產(chǎn)的Pioneer3機(jī)器人為平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了兩節(jié)拖車反向運(yùn)動(dòng)控制。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型計(jì)算:對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了約束分析,并建立了該系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。(2)算法研究:首先確定了該系統(tǒng)的輸入輸出及中間變量,由于該系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型比較復(fù)雜,因此在該實(shí)驗(yàn)中決定通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)變量與輸入之間的關(guān)系進(jìn)行近似線性化。得到輸入與各變量之間的線性關(guān)系之后,再通過(guò)將被控量穩(wěn)定在某個(gè)所需的范圍內(nèi)的方式控制該系統(tǒng)的反向運(yùn)動(dòng)。該算法設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單,用程序易于實(shí)現(xiàn),且對(duì)傳感器精度要求低。(3)運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn):將所設(shè)計(jì)的算法應(yīng)用于兩節(jié)拖車反向運(yùn)動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)中,基于Pioneer3移動(dòng)機(jī)器人平臺(tái)設(shè)計(jì)了一套可以控制系統(tǒng)反向運(yùn)動(dòng)角度的算法。最后本文基于面向?qū)ο蟮腃++語(yǔ)言在VS2010中開(kāi)發(fā)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證該方案。實(shí)驗(yàn)在室內(nèi)環(huán)境下進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了提出的方案的可行性和有效性。
【關(guān)鍵詞】：運(yùn)動(dòng)控制 拖車 反向運(yùn)動(dòng)
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP242
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題研究的背景和意義10-13
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.1.3 移動(dòng)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 運(yùn)動(dòng)控制13-14
• 1.2.2 路徑跟蹤14-15
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)15-18
• 第二章 帶兩節(jié)拖車的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)建模18-24
• 2.1 概論18-19
• 2.2 完整約束與非完整約束19-20
• 2.2.1 完整約束19
• 2.2.2 非完整約束19
• 2.2.3 拖掛式移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)約束分析19-20
• 2.3 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型20-22
• 2.3.1 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的基本假設(shè)20
• 2.3.2 帶兩節(jié)移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的變量聲明20-22
• 2.4 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第三章 兩節(jié)拖車反向運(yùn)動(dòng)控制算法24-34
• 3.1 算法設(shè)計(jì)過(guò)程24-31
• 3.1.1 確定輸入輸出及變量24-25
• 3.1.2 狀態(tài)方程的簡(jiǎn)化與變形25-26
• 3.1.3 確定狀態(tài)方程參數(shù)26-31
• 3.2 兩節(jié)拖車反向運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)31-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第四章 拖車倒車系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)34-48
• 4.1 Pioneer3系列機(jī)器人簡(jiǎn)介34-37
• 4.1.1 Pioneer3系列機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)及附件34-35
• 4.1.2 聲納系統(tǒng)35-36
• 4.1.3 機(jī)器人與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接方式36-37
• 4.1.4 機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制所用軟件介紹37
• 4.2 路徑跟蹤控制實(shí)驗(yàn)37-46
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的硬件構(gòu)成37-40
• 4.2.2 直行控制實(shí)驗(yàn)40-42
• 4.2.3 轉(zhuǎn)向?qū)嶒?yàn)42-44
• 4.2.4 避障實(shí)驗(yàn)44-46
• 4.3 本章小結(jié)46-48
• 第五章 結(jié)論與展望48-50
• 5.1 結(jié)論48
• 5.2 展望48-50
• 參考文獻(xiàn)50-54
• 致謝54-56
• 附錄56

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 譚民;王碩;;機(jī)器人技術(shù)研究進(jìn)展[J];自動(dòng)化學(xué)報(bào);2013年07期

2 劉昱;馬保離;;離軸式拖車移動(dòng)機(jī)器人的任意路徑跟蹤控制[J];控制理論與應(yīng)用;2013年04期

3 楊凱,黃亞樓,徐國(guó)華;帶拖車的輪式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的建模與仿真[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2000年01期

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本文編號(hào)：540365