CASIA OpenIR  > 毕业生  > 博士学位论文
非完整移动机器人的智能控制关键技术研究
其他题名Research on Intelligent Control of Nonholonomic Mobile Robots
张怀相
学位类型工学博士
导师原魁
2006-09-30
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点中国科学院自动化研究所
学位专业控制理论与控制工程
关键词移动机器人 伺服控制 Pid整定 交叉耦合控制 路径跟踪 Mobile Robot Servo Control Pid Tuning Cross-coupling Control Path Following
摘要移动机器人是机器人学研究的一个重要领域,也是智能机器人的基本平台。随着机器人技术的发展,机器人的任务越来越复杂,在各种动态环境下的导航控制任务也逐渐要求实用化,对机器人系统控制性能的要求越来越高,机器人的智能控制策略也成为人们研究的热点。本文针对非完整移动机器人智能控制的若干关键技术问题进行了比较深入的研究,论文的重要内容如下: 第一,为了提高伺服控制器的鲁棒性和动态性能,设计了一种智能Fuzzy-PID控制器。根据模糊控制和PID控制的优点,利用基于模糊规则的智能切换开关,实现了一种混合智能控制器的设计,并通过仿真和实验结果验证了该伺服控制算法的优良性能。 第二,针对传统的PID调节方法过于复杂、且很难达到期望的动态响应,提出了一种新的PID整定的直接综合整定方法:利用迭代学习控制算法和强跟踪滤波算法来进行参数整定。迭代学习控制算法可以精确跟踪期望的系统响应,强跟踪滤波算法可以提供必需的参数辨识精度和收敛性。通过仿真和实验结果,验证了该方法的有效性。 第三,综合考虑了轮式移动机器人所受的运动学约束,进行了约束分析以及系统可控性分析,并建立了系统运动学模型和机器人速度协调关系。同时,为了有效地消除由于不同的电机参数和外部干扰等内部误差源造成的移动机器人运动控制中的方向误差,提出了一种基于模糊逻辑的交叉耦合控制算法。交叉耦合控制考虑了两个驱动装置之间的相互动态影响,根据位移差来产生一个误差校正信号,使得机器人沿着期望路径运动,实验结果证明了该算法的有效性。 第四, 根据系统的路径跟踪误差模型,利用积分backstepping技术和Lyapunov函数设计了光滑时变的跟踪控制器,并针对移动机器人的不确定性非线性因素,结合模糊滑模控制器实现了系统在全局范围内的稳定性。最后通过仿真和实验结果,证明了算法的快速性和稳定收敛性。 最后,总结了全文的研究成果,并展望了可以进一步开展的工作。
其他摘要Mobile robots are an important field in robotics research as well as a basic platform of intelligent robots. With the development of robot technologies, robot tasks are getting more and more complex and navigation control tasks under various dynamic environments are gradually put into practice. Furthermore, it gets more and more high requirements for robotic control system. As a result, intelligent control strategies for robots have been a hot topic in study. This dissertation studies gradually and deeply some key techniques of intelligent control for nonholonomic mobile robots.
馆藏号XWLW1048
其他标识符200318014602992
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ia.ac.cn/handle/173211/5954
专题毕业生_博士学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
张怀相. 非完整移动机器人的智能控制关键技术研究[D]. 中国科学院自动化研究所. 中国科学院研究生院,2006.
条目包含的文件
文件名称/大小 文献类型 版本类型 开放类型 使用许可
CASIA_20031801460299(4312KB) 暂不开放CC BY-NC-SA请求全文
个性服务
推荐该条目
保存到收藏夹
查看访问统计
导出为Endnote文件
谷歌学术
谷歌学术中相似的文章
[张怀相]的文章
百度学术
百度学术中相似的文章
[张怀相]的文章
必应学术
必应学术中相似的文章
[张怀相]的文章
相关权益政策
暂无数据
收藏/分享
所有评论 (0)
暂无评论
 

除非特别说明,本系统中所有内容都受版权保护,并保留所有权利。