【摘要】：隨著計算機、傳感器與自動化控制等學(xué)科的飛速發(fā)展,多機器人技術(shù)在當(dāng)前受到了學(xué)者專家們越來越多的關(guān)注。當(dāng)多移動機器人系統(tǒng)完成某個任務(wù)時,通常需要多個機器人形成期望的編隊隊形,并且可以找到最優(yōu)路徑,因此移動機器人的路徑規(guī)劃與編隊研究是當(dāng)前機器人技術(shù)的研究熱點和趨勢,是多機器人導(dǎo)航、協(xié)作的基礎(chǔ),并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事救援、核工業(yè)、航空航天、航�？辈斓戎T多高科技領(lǐng)域。本文圍繞多機器人編隊與路徑尋優(yōu)任務(wù)來展開。首先,闡述多機器人編隊與路徑優(yōu)化的研究背景及意義、國內(nèi)外現(xiàn)狀,證明了本研究的意義與價值;同時介紹了全局坐標(biāo)系與局部坐標(biāo)系,并建立了兩者之間的關(guān)系,介紹了完整約束與非完整約束,并建立了移動機器人的運動學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,通過運動學(xué)方程對輪式移動機器人進行了非完整性分析。其次,重點研究了最優(yōu)路徑算法,并提出一種基于蟻群算法的路徑尋優(yōu)算法,即改進蟻群算法。通過改進傳統(tǒng)蟻群算法參數(shù)以及初始信息素矩陣,使改進蟻群算法能快速的找到最優(yōu)路徑,大大提高了收斂速度。再次,針對兩輪式移動機器人的編隊控制問題,設(shè)計了基于PID算法的軌跡跟蹤控制器和基于李雅普諾夫算法的軌跡跟蹤控制器,通過分析比較選擇了其中穩(wěn)定性更好的控制器,即基于李雅普諾夫算法的軌跡跟蹤控制器,解決了軌跡跟蹤問題,并通過仿真分析,驗證了該控制器的穩(wěn)定性和有效性。最后,研究了多移動機器人如何在復(fù)雜環(huán)境下完成編隊問題。該章節(jié)基于上章節(jié)設(shè)計的軌跡跟蹤控制器,將多機器人的編隊問題轉(zhuǎn)化為軌跡跟蹤問題,并結(jié)合領(lǐng)導(dǎo)—跟隨的編隊控制法,最終完成了多機器人的編隊任務(wù)。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP242
【圖文】：

圖 2-1 機器人平面模型[37]222，機器人在全局坐標(biāo)系x軸分速度、y 軸分速度x vcos y vsin w (2-2)、式(2-3)可得，在全局坐標(biāo)系下，機器人 wvyx01sin0cos0 -2)、式(2-3)被合稱為移動機器人的運動學(xué)模型-2)，可以得到另外一個表達式為x sin y cos 0

第 2 章 輪式移動機器人建模分析約束也被稱為幾何約束，無論它約束的是空間位置還是經(jīng)過非線性變換和積分轉(zhuǎn)換都變成，約束受控對象在現(xiàn)約束的系統(tǒng)被稱為完整系統(tǒng)。由于完整系統(tǒng)的所具有的無約束的系統(tǒng)，因此對完整系統(tǒng)的研究和應(yīng)用就變得非束 “非完整”起源于近代分析力學(xué)，非完整約束也被是指既約束空間位置也約束運動速度，而且不能通過非進行降維。擁有非完整約束的系統(tǒng)被稱為非完整系統(tǒng)，其進行的研究和應(yīng)用就變得更加困難。動機器人非完整性分析都是利用 Frobenius 定理或者通過可積性原理來判斷某個于輪式移動機器人來說，我們只需考慮其運動學(xué)模型，如

,,0' f xy)可以看到， f x, y,函數(shù)是一個和 完全沒有關(guān)系的函數(shù)與 ,,sin'fxy x和 ,,cos'fxy y產(chǎn)生了以看出式(2-6)是不可積的，即該式所表示的約束是機器人的運動學(xué)分析節(jié)可知，輪式移動機器人是一個典型的非完整性約，不僅要受起點、終點等確定因素的影響，同時還面的影響。因此要實現(xiàn)多機器人路徑規(guī)劃算法，首模。移動機器人的編隊控制問題，本節(jié)對非完整移動機析。

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 田晉宇;王創(chuàng)創(chuàng);何平;熊興中;;非完整網(wǎng)絡(luò)移動機器人的一致性[J];華中師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2019年06期

2 王宏玉;;移動機器人行業(yè):百花齊放,快速發(fā)展[J];物流技術(shù)與應(yīng)用;2019年03期

3 王賽;劉子龍;;基于4G網(wǎng)絡(luò)的移動機器人遠程控制研究[J];軟件導(dǎo)刊;2019年11期

4 張淇元;;自適應(yīng)巡航移動機器人的構(gòu)建與編程[J];數(shù)字通信世界;2017年10期

5 趙杰;;以世賽集訓(xùn)為引領(lǐng) 推動學(xué)院水平提升——44屆世賽移動機器人項目集訓(xùn)介紹[J];中國培訓(xùn);2018年03期

6 楊洪志;;移動機器人的雙臂結(jié)構(gòu)設(shè)計要點研究[J];南方農(nóng)機;2018年14期

7 任芳;;移動機器人助力無人倉落地——訪杭州�？禉C器人技術(shù)有限公司副總裁吳堯[J];物流技術(shù)與應(yīng)用;2018年10期

8 劉銀萍;;全向移動機器人中電動機控制系統(tǒng)的研究[J];微電機;2016年12期

9 張燕;徐一超;盛洲;;A*算法在移動機器人自學(xué)習(xí)中的使用[J];單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2016年11期

10 薛金水;張新政;;改進遺傳算法優(yōu)化移動機器人動態(tài)路徑研究[J];機床與液壓;2017年07期

相關(guān)會議論文 前10條

1 陳煒;馬利;王立柱;;雙臂移動機器人在不平路面激勵下的振動特性分析[A];第十屆動力學(xué)與控制學(xué)術(shù)會議摘要集[C];2016年

2 王潤孝;仲于海;;四足移動機器人研究現(xiàn)狀及核心關(guān)鍵技術(shù)[A];2017年第七屆全國地方機械工程學(xué)會學(xué)術(shù)年會暨海峽兩岸機械科技學(xué)術(shù)論壇論文集[C];2017年

3 湯亞鋒;姚紅;楊慶;;氣浮式移動機器人的模糊運動控制方法[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第一分冊）[C];2009年

4 李斌;劉景泰;孫雷;王鴻鵬;李寶炯;;面向復(fù)雜環(huán)境作業(yè)的輪式滑動轉(zhuǎn)向移動機器人平臺設(shè)計[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第二分冊）[C];2009年

5 趙暉;王天然;劉德林;;分布式數(shù)據(jù)庫在移動機器人中的應(yīng)用[A];第十屆全國數(shù)據(jù)庫學(xué)術(shù)會議論文集[C];1992年

6 李偉;江曉佳;王彥昕;王永強;;基于模糊邏輯推理的室外移動機器人道路邊沿抽取的方法[A];1995年中國智能自動化學(xué)術(shù)會議暨智能自動化專業(yè)委員會成立大會論文集（上冊）[C];1995年

7 高志軍;顏國正;丁國清;顏德田;;多移動機器人間通訊機制的設(shè)計與實現(xiàn)[A];中國儀器儀表學(xué)會第三屆青年學(xué)術(shù)會議論文集（上）[C];2001年

8 郭丙華;胡躍明;吳忻生;;未知或已知環(huán)境中的非完整移動機器人運動規(guī)劃[A];第二十一屆中國控制會議論文集[C];2002年

9 劉國棟;呂福生;謝宏斌;;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的移動機器人的路徑規(guī)劃研究[A];2003年中國智能自動化會議論文集（上冊）[C];2003年

10 李世華;田玉平;;一種非完整移動機器人有限時間跟蹤控制算法[A];江蘇省自動化學(xué)會七屆四次理事會暨2004學(xué)術(shù)年會青年學(xué)者論壇論文集[C];2004年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 記者 張紅波;云南技師學(xué)院鄭棋元勇奪第45屆世界技能大賽移動機器人項目金牌[N];云南經(jīng)濟日報;2019年

2 本報記者 黃辛 趙廣立;給移動機器人裝上“最強大腦”[N];中國科學(xué)報;2018年

3 整理 任紫;技能報國 正當(dāng)其時[N];中國勞動保障報;2019年

4 湖南日報記者 姚學(xué)文;馳眾 躋身工業(yè)移動機器人第一方陣[N];湖南日報;2018年

5 本報記者 郝曉明;移動機器人“冰屏”炫舞“北京八分鐘”[N];科技日報;2018年

6 沈陽日報、沈報融媒記者 李海英;炫舞“北京8分鐘” 沈陽新松移動機器人團隊榮獲“市長特別獎”[N];沈陽日報;2018年

7 本報記者 孫宏陽;移動機器人巡邏機場高速[N];北京日報;2017年

8 本報記者 周明陽;移動機器人：“百變?nèi)f用”真神奇[N];經(jīng)濟日報;2015年

9 朱偉良 穗人社宣;廣州選手摘金奪銀創(chuàng)歷史佳績[N];南方日報;2017年

10 中國工業(yè)報記者 李芳蕾;履坦科技：打造地面行走的農(nóng)機典范[N];中國工業(yè)報;2019年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 林俊欽;非結(jié)構(gòu)環(huán)境中移動機器人視覺定位技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2017年

2 熊輝;基于分層優(yōu)化的移動機器人即時定位與地圖構(gòu)建方法研究[D];華中科技大學(xué);2019年

3 王志瑞;四面體桿式移動機器人的系統(tǒng)設(shè)計與研究[D];北京交通大學(xué);2019年

4 張啟彬;基于不確定性分析的移動機器人室內(nèi)定位與導(dǎo)航控制方法研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

5 李曄卓;可重構(gòu)多模式地面移動機器人的構(gòu)型設(shè)計與性能研究[D];北京交通大學(xué);2018年

6 黃辰;基于智能優(yōu)化算法的移動機器人路徑規(guī)劃與定位方法研究[D];大連交通大學(xué);2018年

7 程傳奇;非結(jié)構(gòu)場景下移動機器人自主導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究[D];戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué);2018年

8 馮晟;基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的移動機器人室內(nèi)動態(tài)定位[D];東北大學(xué);2017年

9 邱增帥;面向室外環(huán)境的移動機器人自主場景理解[D];大連理工大學(xué);2018年

10 陳偉華;社會環(huán)境的輪式移動機器人定位導(dǎo)航方法研究[D];華南理工大學(xué);2018年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 黃偉;基于激光雷達的移動機器人室內(nèi)三維地圖構(gòu)建[D];南京航空航天大學(xué);2018年

2 石長興;基于多傳感器信息融合的室內(nèi)移動機器人導(dǎo)航技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];重慶郵電大學(xué);2019年

3 朱家遠;移動機器人自抗擾控制技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

4 丁晟輝;地面多移動機器人協(xié)同避障與路徑規(guī)劃技術(shù)[D];南京航空航天大學(xué);2019年

5 劉思明;移動機器人銑削系統(tǒng)控制技術(shù)[D];南京航空航天大學(xué);2019年

6 王晨琳;基于多源傳感器信息融合的移動機器人協(xié)同導(dǎo)航研究[D];南京航空航天大學(xué);2019年

7 金兆遠;移動機器人局部路徑規(guī)劃及其無盲區(qū)避障研究[D];南昌大學(xué);2019年

8 李科;六輪腿式移動機器人設(shè)計及動力學(xué)建模研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2019年

9 王蒙;室內(nèi)移動機器人的定位與建圖技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

10 韓文華;基于單線激光雷達的移動機器人動態(tài)環(huán)境導(dǎo)航研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

本文編號：2761930