收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

全方位移动机器人运动控制及规划

吴永海  
【摘要】:本论文以国家自然科学基金项目和国家863项目为背景,针对全方位移动机器人的执行存在偏差和时间最优轨迹规划等问题,系统的研究了全方位机器人的运动学和动力学模型以及轨迹规划问题,取得了如下具有创新性的研究成果: 1.提出一种基于神经网络的全方位移动机器人速度补偿算法。通过对全方位移动机器人的运动学和动力学模型详细分析,以及对万向轮中主动轮和从动轮的受力分析,本文发现万向轮中主动轮和从动轮之间的摩擦力是造成全方位移动机器人产生执行偏差的主要原因。根据模型分析的结果,建立一个基于神经网络的速度补偿模型,实验和实际使用证明该补偿模型可以将机器人的执行偏差从15%降低到5%。 2.提出一种基于bangbang控制的时间最优轨迹规划算法。该算法克服了以往bangbang轨迹规划方法只能处理目标状态末速度为零的缺陷。本文先重点研究了一维轨迹规划问题。根据机器人的初始状态和目标状态,提出一种新的分类标准,将一维轨迹规划问题分解为3个基本子问题。通过对这3个基本子问题,分别采用bangbang控制算法进行求解,从而完成目标状态速度为任意值的一维轨迹规划问题。在完成一维轨迹规划的基础上,进行时间同步处理,完成二维轨迹规划问题。 3.提出一种参数化最优控制轨迹规划算法。该算法结合全方位机器人特殊的运动能力,将参数化轨迹算法进行了有针对性的改进,从而能够更充分的发挥出全方位移动机器人的运动能力。对比实验证明,参数化轨迹规划算法得到的轨迹更加光滑流畅,轨迹执行时间更短。当初速度较大和初速度方向与位移方向夹角较大时,参数化算法得到的轨迹要比bangbang算法生成的轨迹快10%以上。 4.针对机器人执行复杂任务的规划问题,提出了一种基于PSO(粒子群优化算法)和神经网络的松弛边界条件轨迹规划算法。常规的轨迹规划算法主要是研究如何让机器人安全的从一个位置导航到另一个位置。在实际应用中,机器人执行的任务往往要比导航任务复杂。轨迹规划必须考虑在完成导航同时是否能有利于任务的完成。针对这类松弛边界条件轨迹规划问题,本文结合前面提出的固定边界条件轨迹规划算法,采用PSO优化算法进行离线寻优,并采用神经网络对寻优结果进行建模,以满足实时性的要求。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 罗进生,张永俊;末端轨迹指定的机器人最优二次轨迹规划[J];机床与液压;2002年03期
2 梅江平,王攀峰,黄田;二平动自由度高速并联机械手轨迹规划与运动控制[J];制造业自动化;2004年09期
3 邹琴,郭隐彪,范剑红;一种开放式智能化数控系统研究[J];厦门大学学报(自然科学版);2004年06期
4 富历新,居宇澄,刘志远,邹红;五轴三联动裁片倒边机数控系统的设计[J];制造业自动化;1995年01期
5 赵东标,查选芳,王珉,朱剑英;基于螺旋理论的机械手最优位姿轨迹规划方法研究[J];航空学报;1999年04期
6 边广韬,叶长龙,王涛,李力;机器人作两圆柱相贯线运动的一种轨迹规划方法[J];组合机床与自动化加工技术;2002年09期
7 侯放鸣,肖春林,张宇河;一个实用的机器人两级规划与控制系统[J];机器人;1990年01期
8 边广韬,叶长龙,赵建国;机械手的一种轨迹规划[J];沈阳工业大学学报;2001年06期
9 刘广超,周学才;空间椭圆弧轨迹规划的实现方法[J];机器人技术与应用;2002年03期
10 周学才,刘广超;三次样条曲线轨迹规划的实现方法[J];深圳信息职业技术学院学报;2003年01期
11 石宏,郭建烨,蔡光起;基于位移螺旋与Chasles定理的机器人轨迹规划研究[J];机械与电子;2004年10期
12 方菲,刘平安;抛物线过渡的并联机器人线性轨迹规划[J];华东交通大学学报;2005年04期
13 刘廷荣,吴瑞珉;一种含移动副七自由度机器人操作机轨迹规划[J];机器人;1994年05期
14 杨国军,崔平远,崔祜涛;导弹装弹车机械手轨迹规划方法研究[J];航空兵器;2001年01期
15 周凤余,杨福广,刘明,张志献,宋锐,李贻斌;基于插补算法的大型喷浆机器人轨迹规划[J];山东科技大学学报(自然科学版);2003年02期
16 张小江;高秀华;张永智;;基于DELMIA/IGRIP的工业机器人仿真[J];机械与电子;2007年02期
17 阮启刚;黄磊;;6R机器人轨迹规划及仿真[J];机械制造与自动化;2011年01期
18 王幼民,徐蔚鸿;机械臂关节空间Bezier曲线轨迹规划[J];安徽机电学院学报;2000年03期
19 吴立成,孙富春,孙增圻,吴昊;柔性空间机器人振动抑制轨迹规划算法[J];机器人;2003年03期
20 张兴国,殷爱华;基于抛物线过渡法的环保压缩机装配机器人轨迹规划[J];机床与液压;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张涛;李则婷;陈善本;;移动焊接机器人轨迹规划[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
2 张国伟;李斌;郑怀兵;龚海里;王聪;;乒乓球灵巧机械臂轨迹规划[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
3 崔天时;陈天宏;;基于遗传算法的采摘机器人轨迹规划[A];黑龙江省农业工程学会2011学术年会论文集[C];2011年
4 田景文;高美娟;李瑾;李凯;;基于ARM的机器人运动控制系统[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 夏治强;王曼琳;梁赤勇;;化生放核事件的危害与机器人在化生放核事件中的应用[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2011年
6 吴仲城;葛运建;戈瑜;;机器人技术是先进制造业发展的基础[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
7 缪妙;;手术机器人简介[A];2011年浙江省医学会医学工程学分会第九届学术年会论文汇编[C];2011年
8 赵慧;张尚盈;;液压驱动Stewart平台轨迹规划[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
9 张殿明;时会美;;农业自动化领域中的机器人技术[A];Proceedings of 2010 National Vocational Education of Communications and Information Technology Conference (2010 NVCIC)[C];2010年
10 刘宏;孙奎;谢宗武;李操;;月球及行星探测的机器人技术[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第七届学术年会论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴永海;全方位移动机器人运动控制及规划[D];浙江大学;2011年
2 侍才洪;一种伤员换乘转运机器人的设计研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2010年
3 宋金泽;自主泊车系统关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
4 赵立军;室内服务机器人移动定位技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 白相林;水平井牵引机器人关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
6 刘利枚;机器人同时定位与建图方法研究[D];中南大学;2012年
7 吴培良;家庭智能空间中服务机器人全息建图及相关问题研究[D];燕山大学;2010年
8 路光达;基于仿生行为的移动机器人主动嗅觉技术研究[D];河北工业大学;2011年
9 王扬威;仿生墨鱼机器人及其关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
10 吕晓玲;基于听觉信息的机器人声源定位技术研究[D];河北工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 侯国柱;关节型机器人的结构设计及其运动学分析[D];内蒙古工业大学;2007年
2 张兴国;环保压缩机装配机器人控制技术及轨迹规划研究[D];南京理工大学;2003年
3 熊海国;基于INTERNET的机器人遥操作系统研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
4 杨波;可穿戴抑震机器人抑震控制策略的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 矫德余;基于嵌入式系统的智能巡检机器人研制[D];中国石油大学;2010年
6 赵鹏翀;一种基于粒子群算法的机器人群体地形探索研究[D];上海交通大学;2010年
7 张家飞;机器人群体协同任务规划与协调避碰[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 周毅漳;基于自抗扰控制的双轮自平衡机器人[D];福建农林大学;2010年
9 伊婧;基于强化学习的机器人行为学习[D];沈阳工业大学;2011年
10 杨国梁;基于嵌入式系统的工业机器人研究与应用[D];江南大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 何腾江 实习生 陈施雅;机器人技术如何与地方产业有机结合[N];中山日报;2008年
2 记者 杨文利;中国首次举办大规模机器人技术研讨会[N];中国高新技术产业导报;2009年
3 见习记者 王音 记者 张雯婧;青少年机器人竞赛活动研究培训中心在津落户[N];天津日报;2011年
4 本报首席记者 姜澎;给机器人做规矩,要赶紧了?[N];文汇报;2011年
5 本报记者 李响;机器人的“儿童期”[N];计算机世界;2011年
6 张红 黄京一;“做我们自己的机器人”[N];人民日报海外版;2010年
7 本报记者 程宇婕;我国将建全球最大基地[N];中国能源报;2010年
8 深圳商报记者 吴素红;美女机器人“秀外慧中”[N];深圳商报;2010年
9 记者崔浩杰;山东公司建院士站助机器人成长[N];华北电力报;2010年
10 本报记者 李婵;我国启动可感知机器人项目[N];北京科技报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978