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非完整约束轮式移动机器人反馈控制研究

作　者: 柳柱
导　师: 赵东标
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 非完整约束车型机器人轨迹跟踪反馈控制链式结构
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 362次
引　用: 3次
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内容摘要

非完整约束是指含有系统广义坐标导数且不可积的约束。典型的受非完整约束系统(简称非完整系统)包括车辆、移动机器人、某些空间机器人、水下机器人等。因此，非完整系统的控制研究具有广泛应用背景和重要应用价值。本文提出一种新的非完整约束车型机器人运动学模型——差动驱动机器人模型，就轨迹跟踪问题，设计出了近似线性化反馈控制器及精确线性化反馈控制器，并证明了这种运动学模型可以转化为一种标准型——链式结构，因此此项研究具有普遍意义。研究制作了车型机器人实验平台，讨论了实验平台部分软、硬件的设计，并运用本文所述的控制方法(主要是反馈控制)对圆弧等目标进行了轨迹跟踪试验，效果良好。

全文目录

第一章引论  6-12
  前言  6-7
  1.1 车型机器人运动控制分类  7-9
  1.2 控制策略  9-10
  1.3 开环控制与闭环控制比较  10-11
  1.4 本文基本内容  11-12
第二章车型机器人的建模与分析  12-20
  2.1 车型机器人的几种模型  12-13
  2.2 车型机器人的几种模型的建模  13-17
    2.2.1 点的可控性  16
    2.2.2 轨迹跟踪的可控性  16-17
  2.3 链式结构  17-20
第三章轨迹跟踪  20-39
  3.1 参考轨迹的生成  20-23
  3.2 近似线性化控制  23-26
    3.2.1 近似线性化控制算法  23-24
    3.2.2 仿真结果  24-26
  3.3 精确线性化控制  26-39
    3.3.1 通过静态反馈实现输入-输出线性化  27-29
    3.3.2 利用动态反馈实现全状态线性化  29-35
    3.3.3 仿真结果  35-39
第四章机器人控制系统软、硬件设计  39-54
  4.1 差动驱动车型机器人基本结构  39-40
  4.2 AeroAcer的硬件设计  40-51
    4.2.1 cpu的选择  40-43
    4.2.2 几种主要电路的设计  43-51
  4.3 轨迹跟踪实验及其软件设计  51-54
第五章总结与展望  54-55
  5.1 总结  54
  5.2 展望  54-55
参考资料  55-57
致谢  57-58

非完整约束轮式移动机器人反馈控制研究

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