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《天津理工大学》 2015年
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轮式自主移动机器人运动控制研究

席瑞东  
【摘要】:移动机器人已经成为当今机器人研究领域的热点,本课题设计了一种四轮非完整移动机器人,该移动机器人采用了一款基于ARM9的嵌入式工控板作为主处理器。以该移动机器人为研究对象,本文对移动机器人的路径规划和轨迹跟踪问题进行了研究。本文首先概述了当前世界各国机器人技术的研究现状及其发展趋势,同时介绍了本课题研究的背景及意义,并且对本文主要的研究内容及所完成工作做了简要说明。然后本文就本课题所设计的移动机器人的机械结构和控制体系设计进行了详细的说明和分析。该移动机器人采用四轮结构,左右轮分别独立驱动,前后轮通过同步带传动,可以实现机器人的前后行进、转弯及原地转向等运动。文中以该机器人为模型,进行了运动学模型分析。本课题设计的移动机器人主要由主控制器、定位模块、位置控制模块、感知模块、人机交互模块和电源系统组成,本文就各模块的设计选型等进行了详细的说明。最后论文对移动机器人的路径规划和轨迹跟踪问题进行了研究,并且设计了一种基于遗传算法的路径规划方法和一种可以改进的迭代学习运动控制算法。本文设计的路径规划方法通过模拟移动机器人在未知环境下进行环境探索、绕过障碍物并到达目标点的过程,设计了一种基于遗传算法的路径规划方法,并且利用MATLAB软件进行仿真结果分析,知道该算法可以实现预期的目标。针对轨迹跟踪问题,本文设计了一种基于迭代学习控制的移动机器人运动控制算法,通过改变该算法控制律中某一参数的值,该算法控制效果可以得到提高,从而可以达到根据实际控制目标的不同,选择最优控制律的效果,并且通过对MATLAB仿真结果进行分析,可知该算法能够满足预期的控制目标。
【学位授予单位】:天津理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP242

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【参考文献】
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