基于WSN的多移动无人车编队控制研究
发布时间：2021-05-14 08:31
随着无线传感器网络技术的发展,移动无人车技术的革新也越来越快。针对单个移动无人车无法完成复杂任务的问题,本文提出了将多移动无人车编队控制技术与WSN技术相结合,能够使多个移动无人车代替人类高效的完成复杂环境下的任务,这门技术被广泛应用于仓库的搬运和区域的巡视监控等领域,该研究具有较强的理论意义和实用价值。本文对基于WSN定位的多移动无人车系统进行研究,使用ZigBee CC2430/CC2431组件搭建硬件平台,将采集到的定位信息上传至PC机,并显示定位结果。针对环境影响等因素造成的定位结果不稳定等问题进行分析,从而改进了定位算法,实验数据表明定位误差在规定的范围内,定位精度提高了30%,达到了较好的定位效果,为编队控制奠定了基础。通过对不同编队算法进行比较,本文采用领航-跟随者控制算法理论中的l-?法进行理论计算,规划跟随者的线速度和角速度,实现多移动无人车队型的稳定性,并可以通过调整闭环控制系数来控制编队的收敛速度。本文将多移动无人车运动模型与弹簧振子模型类比,研究了在驱动信号作用下,多移动无人车在线性和非线性控制信号下,以及不同阻尼情况下编队的稳定性。通过MATLAB数值仿真,分...
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 研究背景及意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 无线传感器网络的研究现状
1.3.2 多移动无人车协调控制研究现状
1.3.3 移动无人车与WSN结合的研究现状
1.4 主要研究内容和章节安排
2 多移动无人车编队控制的方法
2.1 无线传感器网络的定位技术
2.1.1 ZigBee协议简介及特点
2.1.2 ZigBee网络的建立
2.2 编队协作方法研究
2.2.1 领航-跟随者算法
2.2.2 基于行为法
2.2.3 虚拟结构法
2.2.4 人工势场法
2.3 定位技术与编队协作方法的关系
2.4 本章小结
3 ZigBee无线定位系统的改进与实现
3.1 基于RSSI的定位原理
3.2 CC2431的定位引擎
3.3 影响定位的因素及参数优化
3.3.1 不同因素的影响
3.3.2 移动节点的定位过程
3.3.3 优化定位算法
3.4 定位结果分析
3.5 本章小结
4 领航-跟随者编队算法的研究与实现
4.1 建立移动无人车运动学模型
4.1.1 单个移动无人车运动模型
4.1.2 多个移动无人车运动模型
4.2 Leader-Follower算法任务分配
4.3 编队算法仿真分析
4.3.1 基于MATLAB的数值仿真
4.3.2 基于Dev-C++的仿真验证
4.4 本章小结
5 往复工作路径下的编队研究与实现
5.1 领航者的运动轨迹研究
5.2 跟随者的运动轨迹研究
5.3 数值仿真
5.3.1 单程编队运动情况
5.3.2 双程往复编队运动情况
5.4 本章小结
6 结论
6.1 全文结论
6.2 全文展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于相平面法的结冰飞机纵向非线性稳定域分析[J]. 屈亮,李颖晖,袁国强,徐浩军. 航空学报. 2016(03)
[2]基于相平面法的变PID控制算法[J]. 杨乐,樊泽明,王惠萌,闫鸿雁. 探测与控制学报. 2014(04)
[3]基于相平面法的制动方向稳定性分析[J]. 李静,王子涵,王宣锋. 汽车工程. 2014(08)
[4]Duffing振子倍周期分岔谱特性[J]. 唐元璋,楼京俊,翁雪涛,朱石坚. 振动与冲击. 2014(02)
[5]基于动态φ值的领航跟随法多机器人编队控制[J]. 赵明,林茂松,黄玉清. 西南科技大学学报. 2013(04)
[6]基于天线高度的RSSI测距分析[J]. 金彦亮,薛用,张勇,王欢,谭立雄. 上海大学学报(自然科学版). 2012(04)
[7]无线传感器网络定位技术综述[J]. 彭宇,王丹. 电子测量与仪器学报. 2011(05)
[8]考虑天线角度的无线传感器网络节点定位方法[J]. 刘超,王敬东,李鹏. 电子科技. 2010(08)
[9]无线传感器网络中RSSI衰减特性的实验分析[J]. 谢钦,林靖宇,卢子广,韩彦. 化工自动化及仪表. 2010(01)
[10]无线传感器网络节点定位技术研究[J]. 邱岩,赵冲冲,戴桂兰,胡长军. 计算机科学. 2008(05)
博士论文
[1]多机器人系统任务分配及编队控制研究[D]. 柳林.国防科学技术大学 2006
本文编号：3185333
【文章来源】：西安工业大学陕西省
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
1.1 引言
1.2 研究背景及意义
1.3 国内外研究现状
1.3.1 无线传感器网络的研究现状
1.3.2 多移动无人车协调控制研究现状
1.3.3 移动无人车与WSN结合的研究现状
1.4 主要研究内容和章节安排
2 多移动无人车编队控制的方法
2.1 无线传感器网络的定位技术
2.1.1 ZigBee协议简介及特点
2.1.2 ZigBee网络的建立
2.2 编队协作方法研究
2.2.1 领航-跟随者算法
2.2.2 基于行为法
2.2.3 虚拟结构法
2.2.4 人工势场法
2.3 定位技术与编队协作方法的关系
2.4 本章小结
3 ZigBee无线定位系统的改进与实现
3.1 基于RSSI的定位原理
3.2 CC2431的定位引擎
3.3 影响定位的因素及参数优化
3.3.1 不同因素的影响
3.3.2 移动节点的定位过程
3.3.3 优化定位算法
3.4 定位结果分析
3.5 本章小结
4 领航-跟随者编队算法的研究与实现
4.1 建立移动无人车运动学模型
4.1.1 单个移动无人车运动模型
4.1.2 多个移动无人车运动模型
4.2 Leader-Follower算法任务分配
4.3 编队算法仿真分析
4.3.1 基于MATLAB的数值仿真
4.3.2 基于Dev-C++的仿真验证
4.4 本章小结
5 往复工作路径下的编队研究与实现
5.1 领航者的运动轨迹研究
5.2 跟随者的运动轨迹研究
5.3 数值仿真
5.3.1 单程编队运动情况
5.3.2 双程往复编队运动情况
5.4 本章小结
6 结论
6.1 全文结论
6.2 全文展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于相平面法的结冰飞机纵向非线性稳定域分析[J]. 屈亮,李颖晖,袁国强,徐浩军. 航空学报. 2016(03)
[2]基于相平面法的变PID控制算法[J]. 杨乐,樊泽明,王惠萌,闫鸿雁. 探测与控制学报. 2014(04)
[3]基于相平面法的制动方向稳定性分析[J]. 李静,王子涵,王宣锋. 汽车工程. 2014(08)
[4]Duffing振子倍周期分岔谱特性[J]. 唐元璋,楼京俊,翁雪涛,朱石坚. 振动与冲击. 2014(02)
[5]基于动态φ值的领航跟随法多机器人编队控制[J]. 赵明,林茂松,黄玉清. 西南科技大学学报. 2013(04)
[6]基于天线高度的RSSI测距分析[J]. 金彦亮,薛用,张勇,王欢,谭立雄. 上海大学学报(自然科学版). 2012(04)
[7]无线传感器网络定位技术综述[J]. 彭宇,王丹. 电子测量与仪器学报. 2011(05)
[8]考虑天线角度的无线传感器网络节点定位方法[J]. 刘超,王敬东,李鹏. 电子科技. 2010(08)
[9]无线传感器网络中RSSI衰减特性的实验分析[J]. 谢钦,林靖宇,卢子广,韩彦. 化工自动化及仪表. 2010(01)
[10]无线传感器网络节点定位技术研究[J]. 邱岩,赵冲冲,戴桂兰,胡长军. 计算机科学. 2008(05)
博士论文
[1]多机器人系统任务分配及编队控制研究[D]. 柳林.国防科学技术大学 2006
本文编号：3185333
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3185333.html
