智能环境中移动机器人控制系统研究

发布时间：2017-04-11 11:00

  本文关键词：智能环境中移动机器人控制系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线传感器网络信息融合技术的应用和人机交互方式的不断进化,以及人们对计算能力和信息服务享用的需求,智能环境已经渗透到我们的生活中。尤其是信息交互方式从机械的外在互动逐渐升级,融合了人工智能,源源不断的为人们提供信息服务。人机交互新时代的开启,意味着智能环境离真正的普及更近一步。移动机器人可作为智能环境中的移动节点,根据智能环境的信息反馈和服务,利用智能空间和自身的传感系统进行运动规划,加速了人机交互方式的转变,推动了普适计算技术的发展。本文根据移动机器人的物理建模方式,建立了差分驱动轮式移动机器人的物理模型,结合移动机器人运动学模型和动力学原理,仿真测试了移动机器人运动控制性能。并结合粒子群智能算法,对驱动电机控制器优化设计。在MATLAB中,通过编程控制,模拟完成了移动机器人的任务规划仿真。在Gazebo平台,模拟智能环境空间信息,结合MATLAB与机器人操作系统,通过编程,构建了虚拟智能环境仿真平台。利用智能环境可拓宽机器人感知空间的能力,绘制了智能环境网格地图,优化了路径控制算法,在智能仿真环境中,结合虚拟机器人,实现了智能环境中移动机器人的运动控制和信息数据的交换。通过实验实现了智能环境与移动机器人运动控制的协同研究,为人机信息交互方式的改变奠定了基础,同时验证了控制策略的正确性。
【关键词】：智能环境 轮式移动机器人 Gazebo 机器人操作系统
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242;TP212.9;TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-14
• 1.1 背景和意义8
• 1.2 机器人简介8-9
• 1.3 移动机器人的发展状况9-11
• 1.4 智能环境与移动机器人研究状况11-12
• 1.5 论文内容和结构安排12-13
• 1.6 本章小结13-14
• 第2章 移动机器人建模分析14-22
• 2.1 移动机器人运动学模型14-16
• 2.2 移动机器人动力学模型16-18
• 2.3 移动机器人物理建模18-19
• 2.4 移动机器人控制系统测试19-22
• 第3章 移动机器人控制系统设计22-40
• 3.1 移动机器人结构22-23
• 3.2 控制系统平台23
• 3.3 底层决策控制23-37
• 3.3.1 移动机器人控制系统23-24
• 3.3.2 移动机器人传感系统24-26
• 3.3.3 移动机器人驱动系统26-37
• 3.3.3.1 驱动电机标准26-27
• 3.3.3.2 无刷直流电机模型27-30
• 3.3.3.3 电机和负载的传递函数30-31
• 3.3.3.4 驱动电机选择31-32
• 3.3.3.5 控制器优化设计32-34
• 3.3.3.6 仿真结果分析34-37
• 3.4 移动机器人运动仿真37-40
• 第4章 智能环境中移动机器人控制40-54
• 4.1 GAZEBO仿真平台40-41
• 4.2 机器人操作系统41-43
• 4.3 智能环境仿真系统43-45
• 4.3.1 智能环境系统43-44
• 4.3.2 仿真环境构建44-45
• 4.4 智能环境中移动机器人运动控制45-53
• 4.4.1 智能空间定位45-47
• 4.4.2 仿真环境地图绘制47-48
• 4.4.3 路径规划48-50
• 4.4.4 路径跟踪仿真50-51
• 4.4.5 避障51-53
• 4.4.5.1 避障策略综述51
• 4.4.5.2 避障算法流程51-52
• 4.4.5.3 智能环境中移动机器人仿真试验52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 结论54-55
• 参考文献55-58
• 在学研究成果58-59
• 致谢59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 葛天乐;;户外六足监测机器人的运动控制[J];电子技术与软件工程;2014年03期

2 李博骁;;一种支持智能环境构建的中间件[J];郑州大学学报(理学版);2013年03期

3 吴宏杰;张跃辉;迟晓丽;王铮;王月红;;中国机器人的发展状况[J];电子制作;2013年09期

4 刘明;宋弘;;自适应模糊PID智能控制器在无刷直流电机速度控制系统中的应用[J];电机与控制应用;2012年11期

5 房芳;马旭东;钱X;梁志伟;;智能环境下移动机器人任务规划与执行系统架构设计[J];东南大学学报(自然科学版);2012年S1期

6 陈秀霞;卢刚;李声晋;陈玉;;轮式机器人用无刷直流电机控制系统设计[J];测控技术;2010年05期

7 李良琦;麦军;;韩国机器人产业政策研究[J];机器人技术与应用;2009年06期

8 朱红松;孙利民;;无线传感器网络技术发展现状[J];中兴通讯技术;2009年05期

9 徐璐;陈阳舟;居鹤华;;基于动态行为控制的移动机器人自主避障[J];计算机工程;2007年14期

10 徐国保;尹怡欣;周美娟;;智能移动机器人技术现状及展望[J];机器人技术与应用;2007年02期

  本文关键词：智能环境中移动机器人控制系统研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：298928