【摘要】：輪式移動機器人作為機器人家族的重要一員因其結(jié)構(gòu)簡單、能量利用率高的優(yōu)點而得到廣泛的應用。同時輪式移動機器人在運動中受到非完整約束,因此也是非完整系統(tǒng)的典型代表。本文重點研究具有非完整約束的移動機器人軌跡跟蹤問題。論文第二章介紹非完整約束和非完整系統(tǒng)的概念,建立并分析非完整移動機器人的運動學和動力學模型及其力學特性。此外,對論文理論算法研究所需的相關(guān)數(shù)學定理及其引理進行介紹,為后續(xù)研究提供數(shù)學基礎(chǔ)知識�？紤]系統(tǒng)存在建模誤差以及外擾上界未知的情況,論文第三章設(shè)計一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非完整移動機器人混合魯棒控制方法。該混合控制方法利用對角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DRNN)逼近系統(tǒng)的建模誤差,并結(jié)合魯棒H?控制抑制積分有界的外界干擾和DRNN逼近誤差對系統(tǒng)控制性能的影響�；贚yapunov穩(wěn)定性理論證明整個閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的,且跟蹤誤差和DRNN權(quán)值的自適應誤差均有界,并保證控制系統(tǒng)的魯棒跟蹤性能。仿真結(jié)果表明,所提出的智能魯棒混合控制方法比計算力矩法具有更好的跟蹤性能。為了使跟蹤誤差能有限時間內(nèi)收斂到平衡點,文章考慮采用終端滑�？刂品椒�。但終端滑�？刂品椒ㄈ源嬖诳刂屏囟墩竦膯栴},從而限制了其在移動機器人跟蹤控制中的應用。因此,論文第四章提出將情感學習智能算法與終端滑�？刂葡嘟Y(jié)合的方法,采用情感學習算法逼近移動機器人系統(tǒng)模型不確定性和外擾的非線性項,終端滑�？刂品椒ㄓ脕韺崿F(xiàn)有限時間控制�；贚yapunov理論證明整個閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定。仿真結(jié)果表明,論文所提出的基于情感學習算法的移動機器人終端滑�？刂品椒ň哂斜瘸Ｒ�(guī)滑�？刂品椒ê徒K端滑�？刂品椒ǜ玫匾种葡到y(tǒng)抖振,且系統(tǒng)的跟蹤誤差能夠在有限時間內(nèi)收斂至平衡點�？紤]機器人速度信息不可知的情形,論文第五章先是考慮利用位置信息通過模糊魯棒狀態(tài)觀測器來重構(gòu)機器人的速度信息。其中,模糊邏輯用來處理非完整移動機器人系統(tǒng)存在的建模不確定性,同時觀測器中引入魯棒項來抑制外擾及模糊邏輯逼近誤差對系統(tǒng)性能的影響�；趪栏裾龑峀yapunov設(shè)計方法分析觀測器的重構(gòu)速度信息與真實速度信息間的誤差是終值有界的;然后基于該觀測器的重構(gòu)速度信息,并結(jié)合已知的位置信息設(shè)計了非完整移動機器人的模糊自適應輸出反饋控制器�；贚yapunov穩(wěn)定性理論推導出模糊參數(shù)的自適應變化律,整個控制器能夠保證具有不確定性的機器人系統(tǒng)的跟蹤誤差有界,且閉環(huán)系統(tǒng)的所有狀態(tài)量都滿足有界。最后,仿真結(jié)果表明該方法的有效性。
【學位授予單位】：鄭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP242
【圖文】：

圖 1.1 單向潛入式 AGV 小車 圖 1.2 小精靈倉庫搬運機器人在農(nóng)業(yè)上，盆栽作物育在苗期需要重復性的移來移去，這是一項單調(diào)枯工作，浪費人力且效率不高。此時，輪式移動機器人可以代替人們?nèi)ネ瓿晒ぷ�。比如圖 1.3 所示的波士頓生產(chǎn)的育苗移動機器人；通過安裝計算機、定位系統(tǒng)，輪式移動機器人可以準確地施用除草劑從而代替人們完成除草，如圖 1.4 所示的德國農(nóng)業(yè)專家設(shè)計的除草機器人。圖 1.3 育苗機器人 圖 1.4 除草機器人

圖 1.1 單向潛入式 AGV 小車 圖 1.2 小精靈倉庫搬運機器人在農(nóng)業(yè)上，盆栽作物育在苗期需要重復性的移來移去，這是一項單調(diào)枯工作，浪費人力且效率不高。此時，輪式移動機器人可以代替人們?nèi)ネ瓿晒ぷ�。比如圖 1.3 所示的波士頓生產(chǎn)的育苗移動機器人；通過安裝計算機、定位系統(tǒng)，輪式移動機器人可以準確地施用除草劑從而代替人們完成除草，如圖 1.4 所示的德國農(nóng)業(yè)專家設(shè)計的除草機器人。圖 1.3 育苗機器人 圖 1.4 除草機器人

1 緒論圖 1.1 單向潛入式 AGV 小車 圖 1.2 小精靈倉庫搬運機器人在農(nóng)業(yè)上，盆栽作物育在苗期需要重復性的移來移去，這是一項單調(diào)枯工作，浪費人力且效率不高。此時，輪式移動機器人可以代替人們?nèi)ネ瓿晒ぷ�。比如圖 1.3 所示的波士頓生產(chǎn)的育苗移動機器人；通過安裝計算機、定位系統(tǒng)，輪式移動機器人可以準確地施用除草劑從而代替人們完成除草，如圖 1.4 所示的德國農(nóng)業(yè)專家設(shè)計的除草機器人。

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本文編號：2779379