本文關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的移動機器人定位與控制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：移動機器人作為一種具有高度自主能力的智能系統(tǒng),能夠代替人類執(zhí)行各種高難度的任務(wù),在現(xiàn)代社會得到了越來越廣泛的應(yīng)用。尤其在物聯(lián)網(wǎng)時代,移動機器人技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的結(jié)合,實現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)與機器人的優(yōu)勢互補,為物聯(lián)網(wǎng)和移動機器人的發(fā)展與應(yīng)用帶來了新的挑戰(zhàn)與機遇。論文主要針對物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下移動機器人的定位以及軌跡跟蹤控制問題展開研究,具體研究內(nèi)容和成果如下:首先,對移動機器人的運動學(xué)與動力學(xué)特性進行了分析,建立了移動機器人在理想條件下和存在滑動條件下的運動學(xué)模型和動力學(xué)模型。其次,對物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)和算法進行了介紹,在物聯(lián)網(wǎng)無線定位技術(shù)基礎(chǔ)上,設(shè)計了移動機器人的定位系統(tǒng),并給出了基于傳感器測量數(shù)據(jù)置信度的自適應(yīng)聯(lián)邦濾波算法,對定位系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)融合處理,實現(xiàn)了對移動機器人的精確定位。然后,分別對理想和存在滑動條件下移動機器人的軌跡跟蹤算法進行研究。在理想條件下,應(yīng)用干擾觀測器對系統(tǒng)不確定量進行估計,并設(shè)計了快速終端滑模軌跡跟蹤控制器,實現(xiàn)了移動機器人對期望軌跡的有限時間跟蹤。在存在滑動的情況下,設(shè)計了基于干擾觀測器的移動機器人軌跡跟蹤控制律,消除了滑動的影響,實現(xiàn)了移動機器人的高精度軌跡跟蹤。最后,搭建了物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下移動機器人硬件系統(tǒng),對物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的控制器、傳感器系統(tǒng)、運動控制臺等部分進行了具體設(shè)計,并通過實驗對所設(shè)計移動機器人系統(tǒng)的有效性進行了驗證。
【關(guān)鍵詞】：移動機器人 物聯(lián)網(wǎng) 定位 聯(lián)邦濾波 軌跡跟蹤 滑�？刂� 干擾觀測器
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.44;TN929.5;TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 研究意義及背景14-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-23
• 1.2.1 軌跡跟蹤控制研究現(xiàn)狀17-19
• 1.2.2 機器人定位技術(shù)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.2.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)研究現(xiàn)狀20-23
• 1.3 論文研究的主要內(nèi)容23-24
• 第二章 移動機器人的數(shù)學(xué)模型24-33
• 2.1 引言24
• 2.2 移動機器人的建模分析24-26
• 2.2.1 坐標系統(tǒng)24-25
• 2.2.2 移動機器人的非完整性分析25-26
• 2.3 移動機器人的運動學(xué)模型26-30
• 2.3.1 理想條件下的運動學(xué)模型26-28
• 2.3.2 非理想條件下的運動學(xué)模型28-30
• 2.4 移動機器人的動力學(xué)模型30-32
• 2.4.1 理想條件下移動機器人的動力學(xué)模型30-31
• 2.4.2 非理想條件下移動機器人的動力學(xué)模型31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的移動機器人定位33-60
• 3.1 引言33
• 3.2 物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù)33-39
• 3.2.1 無線定位技術(shù)與定位原理33-36
• 3.2.2 無線定位算法36-39
• 3.3 基于物聯(lián)網(wǎng)的移動機器人定位系統(tǒng)設(shè)計39-49
• 3.3.1 定位系統(tǒng)總體設(shè)計39-40
• 3.3.2 UWB定位模塊設(shè)計40-42
• 3.3.3 掃描匹配定位設(shè)計42-45
• 3.3.4 基于里程計的定位設(shè)計45-46
• 3.3.5 實驗分析46-49
• 3.4 基于聯(lián)邦濾波的移動機器人室內(nèi)定位方法49-56
• 3.4.1 聯(lián)邦濾波器原理49-51
• 3.4.2 基于可信度的聯(lián)邦濾波器設(shè)計51-56
• 3.5 仿真與分析56-59
• 3.6 本章小結(jié)59-60
• 第四章 移動機器人軌跡跟蹤控制60-80
• 4.1 引言60
• 4.2 理想條件下移動機器人的軌跡跟蹤控制60-69
• 4.2.1 干擾觀測器設(shè)計62
• 4.2.2 快速終端滑�？刂破髟O(shè)計62-65
• 4.2.3 仿真分析65-69
• 4.3 滑動存在條件下移動機器人的軌跡跟蹤控制69-79
• 4.3.1 終端滑模干擾觀測器設(shè)計69-71
• 4.3.2 軌跡跟蹤控制器設(shè)計71-75
• 4.3.3 仿真分析75-79
• 4.4 本章小結(jié)79-80
• 第五章 移動機器人軟硬件系統(tǒng)設(shè)計80-107
• 5.1 引言80
• 5.2 系統(tǒng)總體設(shè)計80-82
• 5.2.1 物聯(lián)網(wǎng)實驗環(huán)境搭建80-81
• 5.2.2 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計81-82
• 5.3 硬件系統(tǒng)具體設(shè)計82-95
• 5.3.1 控制器82-84
• 5.3.2 電源模塊設(shè)計84-85
• 5.3.3 傳感器系統(tǒng)設(shè)計85-92
• 5.3.4 電機驅(qū)動模塊設(shè)計92-94
• 5.3.5 無線通信模塊設(shè)計94-95
• 5.4 移動機器人控制程序設(shè)計95-97
• 5.5 控制臺軟件設(shè)計97-102
• 5.5.1 串口設(shè)置和通信流程設(shè)計97-100
• 5.5.2 移動機器人狀態(tài)信息顯示程序設(shè)計100-102
• 5.6 實驗結(jié)果102-106
• 5.7 本章小結(jié)106-107
• 第六章 總結(jié)與展望107-109
• 6.1 論文工作總結(jié)107
• 6.2 展望107-109
• 參考文獻109-116
• 致謝116-117
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文117

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  本文關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的移動機器人定位與控制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：281287