本文關鍵詞：兩節(jié)拖車反向運動系統(tǒng)設計

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【摘要】：當前自動化領域?qū)＜覍C器人方向的重視程度不斷增加,使得拖掛式移動機器人的發(fā)展變得更加智能化和多樣化。本文研究的拖掛式移動機器人由一個牽引車和兩節(jié)拖車組成,牽引車提供動力并控制轉(zhuǎn)彎角度,兩節(jié)拖車跟隨牽引車運動。這種系統(tǒng)被廣泛應用于工業(yè)現(xiàn)場。帶有拖車的移動機器人所組成的系統(tǒng)非常復雜,它的輸入量小于系統(tǒng)的自由度,因此在這類系統(tǒng)中的控制問題要比單體機器人困難許多。再加上該系統(tǒng)并非傳統(tǒng)的線性系統(tǒng),這就導致了在系統(tǒng)設計時帶有拖車的移動機器人系統(tǒng)與單體機器人存在著很大差異,由于以上種種原因,導致了在該系統(tǒng)的設計過程中難以直接將單體移動機器人的研究成果直接應用到該復雜系統(tǒng)的設計中,該研究點作為難點和熱點得到了國內(nèi)外學者的廣泛關注。本文研究了一種兩節(jié)拖車反向運動控制方法,以ActiveMedia公司生產(chǎn)的Pioneer3機器人為平臺,實現(xiàn)了兩節(jié)拖車反向運動控制。本文的主要研究內(nèi)容如下:(1)運動學模型計算:對系統(tǒng)進行了約束分析,并建立了該系統(tǒng)的運動學模型。(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)的運動學模型比較復雜,因此在該實驗中決定通過實驗數(shù)據(jù),對變量與輸入之間的關系進行近似線性化。得到輸入與各變量之間的線性關系之后,再通過將被控量穩(wěn)定在某個所需的范圍內(nèi)的方式控制該系統(tǒng)的反向運動。該算法設計方法簡單,用程序易于實現(xiàn),且對傳感器精度要求低。(3)運動控制實驗:將所設計的算法應用于兩節(jié)拖車反向運動控制實驗中,基于Pioneer3移動機器人平臺設計了一套可以控制系統(tǒng)反向運動角度的算法。最后本文基于面向?qū)ο蟮腃++語言在VS2010中開發(fā)軟件來實現(xiàn)和驗證該方案。實驗在室內(nèi)環(huán)境下進行,實驗結果證明了提出的方案的可行性和有效性。
【關鍵詞】：運動控制 拖車 反向運動
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：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 移動機器人發(fā)展趨勢12-13
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 運動控制13-14
• 1.2.2 路徑跟蹤14-15
• 1.3 論文結構15-18
• 第二章 帶兩節(jié)拖車的移動機器人系統(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 拖掛式移動機器人運動學約束分析19-20
• 2.3 系統(tǒng)的運動學模型20-22
• 2.3.1 系統(tǒng)運動學模型的基本假設20
• 2.3.2 帶兩節(jié)移動機器人的運動學模型的變量聲明20-22
• 2.4 系統(tǒng)的運動學特征22-23
• 2.5 本章小結23-24
• 第三章 兩節(jié)拖車反向運動控制算法24-34
• 3.1 算法設計過程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)拖車反向運動設計31-33
• 3.3 本章小結33-34
• 第四章 拖車倒車系統(tǒng)控制實驗34-48
• 4.1 Pioneer3系列機器人簡介34-37
• 4.1.1 Pioneer3系列機器人本體結構及附件34-35
• 4.1.2 聲納系統(tǒng)35-36
• 4.1.3 機器人與計算機系統(tǒng)連接方式36-37
• 4.1.4 機器人運動控制所用軟件介紹37
• 4.2 路徑跟蹤控制實驗37-46
• 4.2.1 實驗平臺的硬件構成37-40
• 4.2.2 直行控制實驗40-42
• 4.2.3 轉(zhuǎn)向?qū)嶒?/span>42-44
• 4.2.4 避障實驗44-46
• 4.3 本章小結46-48
• 第五章 結論與展望48-50
• 5.1 結論48
• 5.2 展望48-50
• 參考文獻50-54
• 致謝54-56
• 附錄56

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 譚民;王碩;;機器人技術研究進展[J];自動化學報;2013年07期

2 劉昱;馬保離;;離軸式拖車移動機器人的任意路徑跟蹤控制[J];控制理論與應用;2013年04期

3 楊凱,黃亞樓,徐國華;帶拖車的輪式移動機器人系統(tǒng)的建模與仿真[J];系統(tǒng)仿真學報;2000年01期

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本文編號：540365