模块化移动机器人控制系统及运动算法的研究

【摘要】：随着计算机、网络、机械电子、信息、自动化以及人工智能等技术的飞速发展,移动机器人的研究进入了一个崭新的阶段。移动机器人移动单元的控制系统一直都是研究的热点。本文以两轮驱动移动机器人移动单元为基础,设计了该移动机器人移动单元的控制系统。移动机器人的控制系统是实现移动机器人的基础,目前移动机器人的移动单元是通过使用电机驱动控制器加上控制系统的方式进行运动的,这种方式简单易行,但是它将移动机器人的控制系统分散开了,占用大量的空间资源和控制资源,限制了控制系统进一步升级。因此本文提出使用一个控制系统将这些部分整合,且在此基础之上可以实现多种算法的控制系统,以避免使用多个移动机器人的控制资源来进行移动单元的运动控制。移动机器人移动单元的控制系统是研究的一个重点。本文结合电机驱动控制的外设模块、控制和移动机器人的基本的运动控制算法,将这些控制整合到一个系统中。通过使用控制芯片的外设模块,使电机的控制简单方便,运用控制芯片高速的计算功能可以方便地实现电机的运动控制。在此基础上,使用传统的移动机器人控制模式,使机器人能进行基本的运动。除此之外,引入了两轮驱动移动机器人的约束模型,设计了点镇定问题和轨迹规划问题的运动控制率,从理论上运用李雅普洛夫定理证明了该运动控制的稳定性。最后通过仿真实验验证了该运动控制算法的有效性。

【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP242.6

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	【参考文献】
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前6条

1	苏治宝,陆际联,童亮;一种多移动机器人协作围捕策略[J];北京理工大学学报;2004年05期
2	邓宗全,高海波,王少纯,胡明;行星轮式月球车的越障能力分析[J];北京航空航天大学学报;2004年03期
3	乔凤斌,杨汝清;基于IPC-PLC的排爆机器人控制系统设计[J];计算机工程与应用;2004年22期
4	陈阳,何清华,郭勇;爆炸物处理机器人的总体设计及特点[J];机床与液压;2005年01期
5	李庆中,顾伟康,叶秀清,项志宇;移动机器人路径跟踪的智能预瞄控制方法研究[J];机器人;2002年03期
6	崔学军,张建民,李东光,李科杰;小型双节地面移动机器人运载子系统设计[J];机器人技术与应用;2004年02期

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前2条

1	王卫华;移动机器人定位技术研究[D];华中科技大学;2005年
2	沈猛;轮式移动机器人导航控制与路径规划研究[D];西北工业大学;2006年

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前6条

1	唐述博;非完整移动机器人点镇定和轨迹跟踪控制研究[D];大连理工大学;2005年
2	上官望义;两轮驱动移动机器人运动学分析及其本体缓冲设计[D];西安理工大学;2003年
3	贺炜;移动机器人体系结构的设计和研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
4	张柱华;基于声纳的移动机器人定位算法研究[D];华中科技大学;2005年
5	钟新华;移动机器人结构设计与运动控制方法研究[D];中南大学;2005年
6	王火亮;基于超声波传感器的智能吸尘机器人导航系统的研究[D];浙江大学;2002年

	【共引文献】
	【共引文献】

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前10条

1	刘建民;刘沪平;陈莉;;基于嵌入式以太网技术的保护装置的设计[J];安徽电气工程职业技术学院学报;2006年01期
2	李晓西,马全明,张从鹏,罗学科;轴承压装机压装过程自动控制的实现[J];北方工业大学学报;2003年01期
3	范晋伟,关佳亮,王彤波,王文超,关剑,张小龙;并联机床虚拟设计的理论方法[J];北京工业大学学报;2001年04期
4	邓宗全,高海波,王少纯,胡明;行星轮式月球车的越障能力分析[J];北京航空航天大学学报;2004年03期
5	王东;郭兆正;;机器人避障功能的设计[J];长春师范学院学报;2005年12期
6	李海滨;段志信;康补晓;;基于摇臂-转向架结构月球探测车的越障能力分析[J];重庆工学院学报;2005年11期
7	董生权;丁亮;尤波;刘罡;;基于PMAC的SCARA机器人运动控制研究[J];重庆工学院学报;2005年11期
8	杨志国,李东光,刘志峰,崔学军;微小型军用地面机器人运载控制系统的研究[J];测试技术学报;2005年01期
9	郭林福,马朝臣,鲍捷;车用可变几何涡轮增压器执行机构的设计计算[J];车用发动机;2002年02期
10	汪忠海;陆平;宋恩哲;;柴油机数字式电子调速器的研究[J];柴油机;2006年02期

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前5条

1	李世华;田玉平;;移动小车的有限时间轨迹跟踪控制[A];第二十二届中国控制会议论文集（下）[C];2003年
2	李世华;田玉平;;非完整移动机器人的一种有限时间跟踪控制方法[A];第二十三届中国控制会议论文集（下册）[C];2004年
3	李榕;刘卫国;马瑞卿;韩英桃;;新型牙科座椅用数字式稀土永磁无刷直流电机驱动系统[A];第八届全国永磁电机学术交流会论文集[C];2007年
4	郝矿荣;宁袆;田勇;;偶数、李代数方法在机构运动学逆解的应用[A];2001年中国智能自动化会议论文集（上册）[C];2001年
5	杨唐文;K.D.Kuhnert;W.Seemann;O.Lopez;A.Staudt;;野外自主运动车辆的局部次优路径规划[A];2007年中国智能自动化会议论文集[C];2007年

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前10条

1	栾楠;含有非驱动关节的机器人学习控制及最优轨道生成[D];上海交通大学;2001年
2	庄严;移动机器人基于多传感器数据融合的定位及地图创建研究[D];大连理工大学;2004年
3	邹细勇;自主移动机器人的智能导航研究[D];浙江大学;2005年
4	王文利;大射电望远望悬索式馈源支撑系统的运动规划、动态检测与控制[D];西安电子科技大学;2001年
5	李刚俊;基于虚拟现实的冗余度机器人运动规划及仿真研究[D];西南交通大学;2001年
6	金振林;新型六自由度正交并联机器人设计理论与应用技术研究[D];燕山大学;2002年
7	周宗锡;刚体姿态控制及其在机器人控制中的应用研究[D];西北工业大学;2002年
8	李广军;深潜救生艇多机械手对接装置的研究[D];哈尔滨工程大学;2001年
9	朱齐丹;具有非驱动关节的机器人控制研究[D];哈尔滨工程大学;2002年
10	刘晋浩;伐根清理机器人设计理论与应用技术的研究[D];东北林业大学;2003年

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前10条

1	张柱华;基于声纳的移动机器人定位算法研究[D];华中科技大学;2005年
2	伍翼;基于机器视觉的移动机器人控制研究[D];华中科技大学;2005年
3	付永前;移动机器人运动控制与路径规划研究[D];华中科技大学;2005年
4	贺炜;移动机器人体系结构的设计和研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
5	唐述博;非完整移动机器人点镇定和轨迹跟踪控制研究[D];大连理工大学;2005年
6	王彬;非完整系统的有限时间切换控制及应用[D];曲阜师范大学;2004年
7	贾卫平;Stanford 机械手运动学及仿真模拟的研究[D];大连理工大学;2000年
8	刘兆广;6轴切削机器人运动与静态受力分析[D];西安理工大学;2001年
9	肖增文;汽车机械式ABS波动效应的研究[D];东北林业大学;2001年
10	姚盛姬;擦玻璃机器人力与轨迹的混合控制[D];大连理工大学;2001年

	【同被引文献】
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前1条

1	赵冬斌,易建强,邓旭玥;全方位移动机器人结构和运动分析[J];机器人;2003年05期

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前2条

1	彭展;基于快速扩展随机树的机器人路径规划算法仿真实验平台研究[D];中南大学;2004年
2	刘磊;移动机器人的定位与跟踪研究[D];华中科技大学;2006年

	【二级参考文献】
	【二级参考文献】

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前10条

1	卢迎春,桑恩方;基于主动声纳的水下目标特征提取技术综述[J];哈尔滨工程大学学报;1997年06期
2	钟新华,蔡自兴,邹小兵;移动机器人运动控制系统设计及控制算法研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2004年S1期
3	李贻斌;现代科技革命与机器人的发展[J];山东交通学院学报;2002年04期
4	章苏书,吴敏,曹卫华;一种局部动态环境下的避障算法[J];计算技术与自动化;2003年01期
5	方伟,杨汝清;基于Windows系统的开放式机器人控制器[J];机械与电子;2003年03期
6	赵清杰,连广宇,孙增圻;机器人视觉伺服综述[J];控制与决策;2001年06期
7	陈启军,王月娟,陈辉堂;基于PD控制的机器人轨迹跟踪性能研究与比较[J];控制与决策;2003年01期
8	杨欣欣,何克忠,郭木河,张钹;基于神经网络的室外移动机器人前轮转向模型[J];自动化学报;2000年02期
9	陈延国,于澎,高振东,张仁彦,王启龙;自主移动机器人定位方法的研究现状[J];应用科技;2002年11期
10	陈华志,谢存禧,曾德怀;多传感器信息融合在移动机器人导航中的应用[J];组合机床与自动化加工技术;2003年09期

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前2条

1	杜歆;用于导航的立体视觉系统[D];浙江大学;2003年
2	庄严;移动机器人基于多传感器数据融合的定位及地图创建研究[D];大连理工大学;2004年

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前3条

1	阮锋;移动机器人控制系统研究[D];浙江大学;2004年
2	王明昕;移动机器人运动学分析研究及本体结构设计[D];南京航空航天大学;2004年
3	向静波;移动机器人的路径规划与控制研究[D];西北工业大学;2004年

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前10条

1	;《机器人》2005年度(第27卷)分类总目次[J];机器人;2005年06期
2	孙晓东,马旭东,戴先中;基于JAVA-互联网环境的移动机器人远程操作接口[J];计算机应用与软件;2004年04期
3	方建军,张虎,刘仕良;基于LM629的移动机器人控制系统的研究[J];现代制造工程;2005年03期
4	线岩团;赵忆文;;软件设计模式在移动机器人控制系统中的应用[J];微计算机信息;2006年23期
5	魏娟;;一种差速驱动机器人路径控制方法[J];制造业自动化;2008年10期
6	黄晞,严闪;移动机器人硬件驱动方案的设计[J];福建电脑;2005年10期
7	王盟;;超声导航移动机器人的设计与实现[J];科学技术与工程;2007年22期
8	高飞;王新杰;;基于无线网络的移动机器人远程控制系统设计与实现[J];制造业自动化;2010年01期
9	朱俊;王宇俊;续芳;;自调整模糊控制在移动机器人路径规划中的应用[J];西南大学学报(自然科学版);2010年05期
10	郝旭宁;郝静如;李启光;;基于PLC的浆液下移动机器人控制系统[J];北京机械工业学院学报;2007年02期

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前10条

1	张鑫;闫茂德;刘玉东;巨永锋;;未知环境下基于禁忌搜索的移动机器人自主导航[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2	陈余庆;胡英;马孜;;基于贝叶斯理论的移动机器人相对定位[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3	赵晖;王天然;刘德林;;分布式数据库在移动机器人中的应用[A];第十届全国数据库学术会议论文集[C];1992年
4	李俊泉;尹怡欣;;基于心理动力机制的移动机器人[A];2005年中国智能自动化会议论文集[C];2005年
5	周火凤;马保离;;离轴式拖车移动机器人的路径跟踪控制[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6	周光明;陈宗海;胡玉锁;陈春林;;复杂未知环境下移动机器人自主探测算法研究[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
7	鲁守银;马培荪;姜葵峰;;基于机器人的锅炉鳍片管道自动检测技术[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
8	关胜晓;许心德;曹洋;张彦;;移动机器人避开运动障碍物的策略[A];'2010系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2010年
9	马钊;马保离;;参数不确定拖车移动机器人的直线路径跟踪[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
10	王鸿鹏;刘景泰;;基于非线性Kalman滤波器的轮式滑动转向移动机器人定位误差分析[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年

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前10条

1	编译王金元;微型机器人虫子般灵巧[N];北京科技报;2005年
2	张建松;科考机器人南极建功[N];科学导报;2008年
3	记者杜华斌;美研制出世界最小移动机器人[N];科技日报;2005年
4	铭心孙伟;中国机器人首次上南极[N];中国质量报;2007年
5	王笑梅;沈阳机器人开始首次南极科考之旅[N];辽宁日报;2007年
6	通讯员张婵记者毕玉才苗家生;国产机器人将首次登上南极[N];光明日报;2007年
7	本报记者　贾旮菲;“新松”恨不高千尺[N];现代物流报;2006年
8	高级记者马驰;新松公司：不断征服新领域[N];沈阳日报;2010年
9	张建松;特殊队员加盟南极科考[N];大众科技报;2007年
10	记者王炳坤;机器人[N];新华每日电讯;2004年

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前10条

1	欧屹;特种地面移动机器人机械系统设计与分析[D];南京理工大学;2013年
2	林吉良;移动机器人故障诊断与容错控制的研究[D];浙江大学;2009年
3	海丹;移动机器人与无线传感器网络混合系统的协作定位问题研究[D];国防科学技术大学;2010年
4	马勇;多移动机器人路径规划研究[D];华中科技大学;2012年
5	杨放琼;基于信息融合的移动机器人定位导航及其深海采矿应用研究[D];中南大学;2010年
6	李鹏;不完善信息融合技术及其在移动机器人中的应用[D];华中科技大学;2010年
7	顾嘉俊;移动机器人在非平坦地形上的自主导航研究[D];上海交通大学;2010年
8	陈家乾;移动机器人自主创建环境地图的研究[D];浙江大学;2009年
9	冯勇;仿土拨鼠矿难救灾机器人控制系统关键技术研究[D];中国科学技术大学;2012年
10	张鑫;移动机器人导航中的轨迹跟踪与群集运动控制研究[D];长安大学;2012年

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前10条

1	朱俊;移动机器人路径规划及其控制策略的研究[D];西南大学;2010年
2	王友胜;FastSLAM2.0控制算法与PGR导航法则结合应用的可行性研究[D];大连交通大学;2010年
3	虞杨阳;基于模糊PID控制技术的移动机器人研究[D];中北大学;2011年
4	肖兵球;基于旋转电弧的焊缝跟踪移动机器人的研究[D];湘潭大学;2010年
5	王振士;基于ARM和μC/OS-II的移动机器人控制系统设计和路径规划研究[D];南京航空航天大学;2010年
6	崔峰;基于GPS/GIS/GSM的移动机器人定位技术研究[D];河北工业大学;2004年
7	杨延祥;移动机器人运动规划及跟踪控制研究[D];燕山大学;2011年
8	戈新良;基于多种传感器信息融合的移动机器人的环境辨识[D];河北工业大学;2003年
9	王明昕;移动机器人运动学分析研究及本体结构设计[D];南京航空航天大学;2004年
10	宋威;基于信息素的群体移动机器人控制系统研究[D];武汉理工大学;2010年

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