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两轮差速驱动移动机器人TDDMR(Two-wheeled Differentially Driven MobileRobot)结构简单,控制灵活,TDDMR运动模型是移动机器人研究的重要内容,对机器人运动的描述和控制具有重要的实际意义。实际TDDMR系统有如下特点:①采用两个双闭环直流电机控制系统(DCDMCS,Double Closed-loop DCMotor Control System)作为底层动力学部件,前期的研究表明DCDMCS带有闭环非线性特性,且DCDMCS的负载变化会直接影响机器人系统的动态响应特性。②存在运动学非完整性约束。③典型的多输入多输出系统,各底层控制回路之间还存在耦合特性。因此,TDDMR作为一类存在闭环非线性及动力学耦合作用和非完整运动学约束的多输入多输出系统,其运动模型的建立是非线性理论研究的热点与难点。类等效建模法是一种非线性建模方法,类等效模型包含了实际系统的主要特征量,能反映出实际对象的动态特性。本文采用类等效建模法建立了两轮差速驱动移动机器人的类等效状态空间运动模型,主要的研究工作如下:①基于DCDMCS变负载类等效模型,建立了具有动力学耦合特性的两轮差速驱动移动机器人类等效状态空间运动模型。通过将动力学耦合关系引入到双闭环直流电机驱动系统中,将机器人负载的变化折算为模型的等效转动惯量,并采用类等效建模法,本文建立了TDDMR的类等效状态空间运动模型。②提出了基于遗传算法的一体化两轮差速驱动移动机器人类等效运动模型的参数整定方法。移动机器人作为一个整体,包含左右两个相互耦合的驱动系统,本文采用改进的遗传算法在左右电机同时给定阶跃输入条件下整定出了左右轮驱动系统模型参数。③设计实现了负载可调两轮差速驱动移动机器人用于实际系统实验,将提出的模型和模型参数整定方法用于实际两轮差速驱动移动机器人,以验证模型的有效性。实验表明,本文提出的类等效状态空间运动模型与实际机器人运动响应十分贴近,证明了建模方法和模型的实用性。