移动机器人的轨迹跟踪控制.pdf

万方数据西安电子科技大学学位论文独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。本人签名: 日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定) 本学位论文属于保密,在年解密后适用本授权书。本人签名: 日期导师签名: 日期万方数据万方数据摘要移动机器人的轨迹跟踪控制涉及到多学科以及多技术领域, 结合了计算机科学与技术、智能控制以及自动控制等学科, 其发展对于国防、经济、军事和科学技术具有举足轻重的作用。本文对移动机器人软硬件平台以及涉及轨迹跟踪的关键性技术进行开发研究, 其意义大到提高,小到改善人类社会生活。论文讨论了移动机器人轨迹跟踪控制的国内外现状和发展趋势, 围绕同轴双电机驱动的六轮移动机器人平台进行研究, 系统硬件以 ARM9 处理器的嵌入式系统开发平台为中心, 在VC++ 软件环境下, 结合电机驱动控制器等模块, 给出了系统整体设计方案和软件架构;并基于传统 PID 控制算法的基础上, 给出了基于神经网络 PID 的轨迹跟踪控制算法。首先, 针对系统的整体设计工作,明确移动机器人结构体系,通过采用模块化处理方式, 完成了机器人轨迹跟踪控制的核心动力——嵌入式系统以及电机驱动控制器的设计。给出了系统硬件的架构,阐述了架构中各模块的功能和作用, 搭建了系统的软件平台。其次,基于对移动机器人系统结构特点的分析,在全局坐标系和局部坐标系下构建移动机器人的坐标,明确了对象非完整约束的动力学特性,在此基础上建立了表征对象运动规律的运动学和动力学模型。最后,针对所建立的机器人模型,通过对象当前位置与目标点位置的误差方程的分析, 研究了基于神经网络的PID 控制算法,完成了移动机器人轨迹跟踪控制器的分析与设计。试验仿真结果验证了神经网络 PID 控制器算法在轮式移动机器人轨迹跟踪控制中的合理性和有效性。关键词: 嵌入式 Li nux 神经网络 PID 轨迹跟踪非完整约束万方数据万方数据 ABSTRACT The control of m obile robot in trajectory tracking invo lves multi -disciplinary and multi -technology, wit h bination of computer science and technolog y, intelligent control and ontrol technology , the development of whic h plays an important ro le in nat ional de fense, econom y, military and science and technology. It is mainly t he development and research of the software and hardware platforms of mobile robot and the key technology in trajectory tracking in this article, which is of great significance in improving t he o ver a ll le ve l o f na t io na l hi gh -tech a nd o f fewer significations in improving human social life . The paper discussed the current dom estic s it uat ion and de velop ment t end ency about the control of m obile robot in trajector