带拖车移动机器人的抗干扰控制研究与设计

发布时间：2022-08-13 14:46

　　伴随着社会的飞速发展,科技不断创新,机器人已逐渐从科研场所走进工业生产及人类生活中。而移动式机器人作为一种新兴服务型机器人,近几年已然成为国内外机器人领域研究的热点。本文研究的是一种特殊类型的移动式机器人——带有一节拖车的移动机器人,这类机器人是由牵引车与一节小车互相铰链在一起组成的。牵引车位于系统最前端,前轮为转向轮,用来控制左右转向机角度;驱动轮为后轮,可驱动牵引车进行前后运动,拖车被动跟随牵引车进行运动。拖挂式移动机器人又可简称为TTMR（Tractor-Trailer Mobile Robot）。拖挂式机器人作为服务型机器人的一种,在载运方面具有其独到的优势,由于其拖车个数可以进行灵活变化而备受工厂,运输业等行业的青睐。拖挂式移动机器人以其高复杂非线性的控制系统吸引着一批又一批的学者,单单其理论分析、系统设计、运动控制这几个方面的问题就相较于单节移动机器人系统复杂很多,拖挂式移动机器人系统的约束方程不仅仅存在于轴向角,牵引车的转向机构也有其相应地约束方程,所以仅仅通过类比单节移动机器人系统很难准确分析出拖挂式移动机器人系统的特性。本文就移动式机器人的跟踪控制及抗干扰的研究问题主... 

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 轮式移动机器人研究现状及发展趋势
        1.2.1 轮式移动机器人研究现状
        1.2.2 轮式移动机器人发展趋势
    1.3 拖车式机器人相关研究概述
        1.3.1 国内外移动机器人的研究现状
        1.3.2 国内外经典拖挂式机器人实验平台
    1.4 论文主要研究内容
第二章 移动式机器人的跟踪控制研究
    2.1 引言
    2.2 基于微分同胚方法下的移动机器人跟踪控制
        2.2.1 基于微分同胚方法下的单节小车跟踪控制
        2.2.2 基于微分同胚方法下带有一节拖车的小车跟踪控制
        2.2.3 仿真实验
    2.3 基于终端滑模的带有一节拖车移动机器人的跟踪控制
        2.3.1 非链式形式转换
        2.3.2 基于TSM的跟踪控制器设计
    2.4 本章小结
第三章 基于带有一节拖车移动机器人系统的抗干扰研究
    3.1 引言
    3.2 基于积分滑模下的带有一节拖车移动机器人系统抗干扰跟踪控制
        3.2.1 积分滑模控制律设计
    3.3 基于干扰观测器的拖挂式机器人抗干扰跟踪控制
        3.3.1 问题描述
        3.3.2 初始观测器描述
        3.3.3 修改后的观测器
        3.3.4 NDO的稳定性
        3.3.5 仿真实验
    3.4 本章小结
第四章 拖车式移动机器人结构设计与总体方案
    4.1 引言
    4.2 牵引车机械机构
    4.3 牵引车硬件系统设计
        4.3.1 MCU控制模块
        4.3.2 电源管理模块
        4.3.3 图像采集模块
        4.3.4 舵机模块
        4.3.5 电机驱动模块
        4.3.6 速度采集
    4.4 软件系统开发与调试
        4.4.1 图像处理及其实现
        4.4.2 控制算法程序
    4.5 本章小结
第五章 人机交互界面设计与实验验证
    5.1 开发调试平台
    5.2 实验验证
        5.2.1 基于上述两种方法的轨迹追踪
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
在读期间发表的学术论文及研究成果
致谢



本文编号：3677231