基于神经网络算法的坐垫机器人轨迹跟踪控制

发布时间：2020-05-26 15:06

【摘要】：由于坐垫机器人服务对象为行动不便的老年人以及下肢瘫痪的病人,所以必须在保证使用者安全的情况下使机器人完成对预先规划好的路径精确地跟踪。由于机器人应用者坐姿位置以及质量惯性的因素会致使机器人在使用过程中会产生重心偏移的现象。此外,在机器人移动的过程中,难免会受到各种外部不确定的扰动,这些因素将导致坐垫机器人在移动的过程中偏离预定的轨迹。考虑到使用者的安全性,解决移动机器人重心偏移以及外部干扰问题,完成对预定轨迹的精确跟踪便十分必要。本文基于神经网络对非线性函数的逼近能力,设计出精确地轨迹跟踪控制器,主要内容如下:首先,介绍了论文所研究的坐垫机器人的基本功能,阐述了关于移动服务机器人运动控制方面的问题,构建了坐垫机器人运动学模型以及动力学模型。接着,针对坐垫机器人在使用中存在重心偏移的问题,设计了自适应神经网络PD控制器,基于李雅普诺夫稳定性理论对系统进行了稳定性分析,并且通过MATLAB实验仿真证明了该方法的有效性,消除了重心偏移问题对坐垫机器人轨迹跟踪过程的不良影响。最后,针对坐垫机器人系统的重心偏移问题以及外部干不确定扰动问题,设计出鲁棒神经网络控制器,即通过神经网络逼近机器人系统的不确定性,将逼近误差通过鲁棒控制器予以消除。保证了机器人系统的全局渐近稳定性。
【图文】：

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务机器人在近些年也已经取得了众多突破性动中[12]。为机器人家族中的年轻成员，为人们的日常个新兴领域，它是从先前机器人研究以及社广阔的发展空间以及应用前景。服务机器人、协同作业、导航避障、柔性抓取等等，就目很大的研究价值[13]。人研究现状器人X 开发的 YEXBOT 家庭服务机器人，基于先系统，机器人能轻松听懂对话，并且很快的作健康管理、在线医生、智能家居等功能，为家务[14]。

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第 1 章绪论韩国高丽大学研发的一种保洁机器人。它不相当的科技水平。其中主要包括中央控制系及轨迹跟踪系统。的房间进行自动测量，然后通过红外传感器接着障碍物的判断，，自动躲避障碍进行房间的沙发底部或者一些平时人不容易打扫的地方地面分时定位清洁。而且在使用前进行相应它进入某些地方[15]。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP242;TP183

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