【摘 要】
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移动机器人的轨迹跟踪控制涉及到多学科以及多技术领域,结合了计算机科学与技术、智能控制以及自动控制等学科,其发展对于国防、经济、军事和科学技术具有举足轻重的作用。本
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移动机器人的轨迹跟踪控制涉及到多学科以及多技术领域,结合了计算机科学与技术、智能控制以及自动控制等学科,其发展对于国防、经济、军事和科学技术具有举足轻重的作用。本文对移动机器人软硬件平台以及涉及轨迹跟踪的关键性技术进行开发研究,其意义大到提高国家高科技综合水平,小到改善人类社会生活。论文讨论了移动机器人轨迹跟踪控制的国内外现状和发展趋势,围绕同轴双电机驱动的六轮移动机器人平台进行研究,系统硬件以ARM9处理器的嵌入式系统开发平台为中心,在VC++6.0软件环境下,结合电机驱动控制器等模块,给出了系统整体设计方案和软件架构;并基于传统PID控制算法的基础上,给出了基于神经网络PID的轨迹跟踪控制算法。首先,针对系统的整体设计工作,明确移动机器人结构体系,通过采用模块化处理方式,完成了机器人轨迹跟踪控制的核心动力——嵌入式系统以及电机驱动控制器的设计。给出了系统硬件的架构,阐述了架构中各模块的功能和作用,搭建了系统的软件平台。其次,基于对移动机器人系统结构特点的分析,在全局坐标系和局部坐标系下构建移动机器人的坐标,明确了对象非完整约束的动力学特性,在此基础上建立了表征对象运动规律的运动学和动力学模型。最后,针对所建立的机器人模型,通过对象当前位置与目标点位置的误差方程的分析,研究了基于神经网络的PID控制算法,完成了移动机器人轨迹跟踪控制器的分析与设计。试验仿真结果验证了神经网络PID控制器算法在轮式移动机器人轨迹跟踪控制中的合理性和有效性。
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