全自主足球机器人到定点运动是一个典型的运动控制问题,机器人如何快速平滑地移动到目标点,是其他应用的基础,直接决定了上层策略的有效性,其运动控制性能的好坏对系统有很大影响。现有的到定点运动控制大多是以完成到定点运动为目标的定性分析,在运动性能指标定量化上未做深入研究;而一些提出指标进行分析的又没有对指标进行形式化定量研究;对重要性能指标也没有进行综合考虑。而且现有的运动仿真系统不能准确反映机器人特性,其对复杂的电机及驱动模块进行了简化处理。所以导致一方面难以对到定点运动器的控制效果作出定量综合的研究,同时仿真结果还难以应用在实际系统运动控制中。如果能够对运动性能指标定量研究,则可定量分析运动性能、由此可比较评判不同控制器的控制效果,作为控制器的重要选取依据。同时利用项目组前期所建的精确机器人运动仿真系统进行控制器设计,则可较好地把仿真结果应用在实际机器人到定点运动控制中。基于以上问题背景,本论文主要研究工作如下:①首先提出了机器人到定点运动的时间路径最优控制[0],应用遗传算法,分别设计了基于时间最优、路径最优以及两者加权最优的适应度函数。使用常见的比例控制器并对控制参数进行整定,实现了基于特定运动性能指标最优的到定点运动控制。结果表明遗传算法进行运动性能指标最优设计的有效性,可定量研究控制性能,其指标具有明显的物理意义。②为设计出优化的控制器,针对两轮机器人控制对象的复杂性,用基于人体动觉智能图式的仿人控制理论进行机器人到定点运动控制研究,感知图式的引入使运动控制级具有“智能”,能判断不同的特征模态并根据其特征值采取不同的控制方法。设计并实现了基于动觉智能图式的仿人智能控制器。③对仿人智能控制器同样进行基于时间路径指标最优的控制参数整定,并与性能指标同样最优的P控制器进行了对比实验。以重庆大学RoboCup全自主中型两轮足球机器人为实际平台,仿真以项目组前期所建模的机器人运动系统为基础。实验结果定量研究对比表明仿人智能控制器更加优化。