轮式移动机器人路径跟踪控制研究.pdf

学位做储签名孙哆签字魄脚,月⋯一躲剞/鸱一名:独创性声明学位论文版权使用授权书签字日期:∞籪月厂日不包含为获得云整王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料·与我一同工作本学位论文作者完全了解丞注王墼塞堂有关保留、使用学位论文的规定·特授权区整王些太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索·并采用影印、缩签字日期:诟啬月岁日本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意·印或扫描等复制手段保存、‘.
学位论文的主要创新点一、在模糊路径跟踪控制中引入临时路径,使机器人从初始位置出发先沿临时路径行进,当移动到期望路径附近时,再跟踪期望路径,整个移动过程仅针对小偏差情况设计一个模糊控制器,极大地减少了计算量。为弥补模糊控制存在稳态误差的缺点,又加入积分环节提高控制器精度。二、考虑到模糊控制规则库的建立需要专家的经验,在没有任何专家经验的情况下,提出了自适应模糊路径跟踪控制方法,此方法用模糊逻辑系统逼近控制器中的不确定函数,并就逼近误差界己知和未知两种情况,设计鲁棒控制项对逼近误差进行补偿。基于理论证明了闭环系统的稳定性。
摘要轮式差速移动机器人是一种典型的非线性、非完整系统。近年来,因其广泛的应用前景,有关移动机器人的各种研究层出不穷,本文主要研究移动机器人路径跟踪控制问题。首先建立了重心位置任意的移动机器人模型,与之前研究中使用的模型相比,更符合实际情况。在已知重心位置的情况下,利用非线性控制方法设计路径跟踪控制律,进行仿真和实验研究,证明了该算法的有效性。考虑重心位置难以精确预测且会随负载变动的实际情况,采用不依赖模型的模糊控制方法设计控制器。引入临时路径极大简化了模糊控制器的设计,加入积分环节提高控制器的稳态精度,并进行仿真和实验研究,结果表明该算法简洁有效。考虑模糊控制规则库的建立依赖一定的主观因素,提出自适应模糊路径跟踪控制方法,此方法用模糊逻辑系统逼近控制器中的不确定函数,并就逼近误差界已知和未知两种情况,分别设计鲁棒控制项对逼近误差进行补偿,对未知参数设计了自适应调节律,基于理论证明了此算法可使闭环系统稳定,且使跟踪误差收敛到原点。仿真结果验证了此方法的有效性。最后对上文采用的三种控制方法进行对比,分析结果,并对下一步的研究提出改进措施。关键词:轮式差速移动机器人;非完整;路径跟踪;模糊控制;临时路径;自适应模糊控制
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目录绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..机器人定义及分类⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..机器人发展趋势⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.移动机器人控制问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯非线性路径跟踪控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.移动机器人数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯控制方法描述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.实验结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯模糊路径跟踪控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.模糊理论概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..模糊摔制器的一般设计步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..路径跟踪模糊控制器设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..偈甭肪渡杓啤.:⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.自适应模糊路径跟踪控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.自适应控制理论概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯...⒄:刂啤自适应模糊控制器设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.第一章第二章第三章第四章第五章
了发表论文和参加科研情况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..