四轮全方位移动机器人的建模和最优控制 被引量：26

1

作者 熊蓉 张翮 +2 位作者 褚健 何臻峰 吴永海 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期93-98,共6页

本文研究实时动态环境中四轮全方位移动机器人的运动控制和轨迹规划.通过对机器人运动学和动力学特性的分析,给出了四轮全方位移动机器人的控制模型,并根据方程特性对其进行了合理的简化,使得计算量有效减少.同时采用Bang-Bang控制规划... 本文研究实时动态环境中四轮全方位移动机器人的运动控制和轨迹规划.通过对机器人运动学和动力学特性的分析,给出了四轮全方位移动机器人的控制模型,并根据方程特性对其进行了合理的简化,使得计算量有效减少.同时采用Bang-Bang控制规划出时间最优的机器人运动轨迹.通过轨迹规划和控制模型的结合达到了实时控制的效果.实验证明了模型的正确性和算法的有效性. 展开更多

关键词 全方位移动机器人 运动控制 轨迹规划

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一种全方位移动机器人的运动分析与控制实现 被引量：43

2

作者 张翮 熊蓉 +1 位作者 褚健 丁冠英 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第12期1650-1653,1672,共5页

为达到在动态环境下,对机器人进行实时控制的目的,提出一种全方位移动机器人运动控制器的设计方法.以足球机器人Robocup作为实验平台,全方位移动机器人作为研究对象,通过研究具有四组正交轮组成的移动机构运动机理,在将机器人运动进行... 为达到在动态环境下,对机器人进行实时控制的目的,提出一种全方位移动机器人运动控制器的设计方法.以足球机器人Robocup作为实验平台,全方位移动机器人作为研究对象,通过研究具有四组正交轮组成的移动机构运动机理,在将机器人运动进行分析的基础上,以数字信号处理器(DSP)为核心,引入专家比例积分微分(PID)速度控制器,实现了对机器人的控制.实验结果表明,该设计方法有很好的实时性和一定的鲁棒性,在实际比赛中,实现了对全方位移动机器人的快速、实时、准确控制. 展开更多

关键词 全方位移动机器人 控制实现 DSP

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Mecanum轮全方位移动机器人的速度修正 被引量：8

3

作者 贾茜 王兴松 夏国庆 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2010年第11期42-45,共4页

Mecanum轮的制造精度较高,加工难度较大,而且加工装配的误差会引起辊子与轮毂轴线夹角α的误差。分析了α的偏差对机器人运动精度影响,提出一种α角的标定方法并应用到自主设计制造的Mecanum轮全方位移动机器人上。实验证明,标定前机器... Mecanum轮的制造精度较高,加工难度较大,而且加工装配的误差会引起辊子与轮毂轴线夹角α的误差。分析了α的偏差对机器人运动精度影响,提出一种α角的标定方法并应用到自主设计制造的Mecanum轮全方位移动机器人上。实验证明,标定前机器人沿横向平移和原地旋转的速度误差分别为17.4%和8.8%,标定后机器人相应的速度误差只有2.4%和3.1%。结合理论分析和实验结果,对α角进行标定能够减小制造误差对机器人速度的影响,提高运动控制精度。此外,该方法对于降低加工制造难度,扩大Mecanum技术的应用具有积极的作用。 展开更多

关键词 MECANUM轮 全方位移动机器人 运动性能 误差分析

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基于Mecanum轮的轮腿式全方位移动机器人的研究及设计 被引量：5

4

作者 杨家武 刘林 +1 位作者 王琢 张铎 《现代电子技术》 北大核心 2020年第5期155-158,共4页

为了保证移动机器人的机动性和灵活性,提高登台越障运动的能力,设计了一种基于Mecanum轮的轮腿式全方位移动机器人。采用M3508直流无刷减速电机和4个Mecanum轮相配合的方式,实现机器人的全方位运动;通过同步带传动,完成前后辅助腿的伸... 为了保证移动机器人的机动性和灵活性,提高登台越障运动的能力,设计了一种基于Mecanum轮的轮腿式全方位移动机器人。采用M3508直流无刷减速电机和4个Mecanum轮相配合的方式,实现机器人的全方位运动;通过同步带传动,完成前后辅助腿的伸缩运动,达到登台越障效果;采用STM32F405RGT6单片机控制中心板驱动底盘驱动电机和辅助腿伸缩电机,完成指控动作;利用串级PID控制电机,减少稳态误差,提高系统稳定性。结果表明,基于Mecanum轮的轮腿式全方位移动机器人机动性强、登台越障能力相对于普通移动机器人得到显著提高。 展开更多

关键词 MECANUM轮 轮腿式全方位移动机器人 STM32 串级PID FREERTOS 实时嵌入式系统

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全方位移动机器人视觉伺服系统的建模与控制 被引量：5

5

作者 林叶贵 邢科新 +1 位作者 何德峰 倪伟琦 《高技术通讯》 CAS 2023年第4期411-418,共8页

考虑非完整性移动机器人存在的速度约束问题,本文研究了由3个主动偏心轮组成的全方位移动机器人视觉伺服系统。针对视觉伺服系统具有视觉可见性约束和执行器约束,提出了一种基于模型预测控制(MPC)策略的视觉伺服控制器。首先,基于主动... 考虑非完整性移动机器人存在的速度约束问题,本文研究了由3个主动偏心轮组成的全方位移动机器人视觉伺服系统。针对视觉伺服系统具有视觉可见性约束和执行器约束,提出了一种基于模型预测控制(MPC)策略的视觉伺服控制器。首先,基于主动偏心轮的全方位移动机器人的运动学方程和视觉伺服系统误差模型,对全方位移动机器人偏心方向轮滚动角速度和偏转角速度的视觉伺服误差系统进行建模。在此基础上,建立全方位移动机器人的视觉伺服预测控制策略,并采用原对偶神经网络在线求解凸优化问题。最后仿真实验表明,所设计的控制器不仅可以较好地处理约束条件,驱动移动机器人到达目标点,并且与传统预测控制方法相比更高效。 展开更多

关键词 全方位移动机器人 视觉伺服 原对偶神经网络 模型预测控制(MPC)

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基于ZigBee技术的全方位移动机器人本体设计 被引量：5

6

作者 丁茹 郑桐 赵丽 《机床与液压》 北大核心 2008年第B07期354-356,375,共4页

在"远程脑"概念的基础上,提出了"远程小脑"的概念,以此设计了基于ZigBee技术的全方位移动机器人,详细给出了机器人的各个功能模块的硬件实现方案,并进行了深入的分析和论证。

关键词 全方位移动机器人 远程脑 ZIGBEE技术 麦卡纳姆轮

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四轮全方位移动机器人各向相异性研究 被引量：7

7

作者 冷春涛 曹其新 《智能系统学报》 2007年第3期45-51,共7页

由于全方位轮的特殊构造,使得全方位移动机器人沿不同方向运动时具有的最大速度不同,以及在不同方向上的加速性能也不同,称之为各向相异性(anisotropy).为了充分发挥全方位移动机器人的优越性,通过对4轮全方位移动机器人进行运动学、动... 由于全方位轮的特殊构造,使得全方位移动机器人沿不同方向运动时具有的最大速度不同,以及在不同方向上的加速性能也不同,称之为各向相异性(anisotropy).为了充分发挥全方位移动机器人的优越性,通过对4轮全方位移动机器人进行运动学、动力学建模,分析了机器人各向相异性,确定了轮系布置与最大速度曲线的相关规律,以及当机器人沿某一方向以一定加速度运动时,不同轮子上驱动电机所需提供的转矩,从而使得机器人加速运动时更好地避免轮子打滑.并且通过Matlab-ADAMS联合仿真以及实际实验,验证了分析结果的正确性.对机器人的各向相异性作了全面系统的研究,从而更清楚地表述了模型特性,为更好地控制全方位移动机器人提供了基础. 展开更多

关键词 全方位移动机器人 全方位轮 相异性

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一种全方位移动机器人的控制方法 被引量：4

8

作者 邓旭玥 易建强 赵冬斌 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第2期139-144,共6页

基于本所开发的轮式全方位移动机器人,给出了这一类机器人的运动学模型;依据矩阵条件数的概念,分析了运动学模型的不确定性对控制效果的影响;利用机器人具有的全方位移动能力,提出一种结构简单的控制方法,在机器人本体方向保持不变或依... 基于本所开发的轮式全方位移动机器人,给出了这一类机器人的运动学模型;依据矩阵条件数的概念,分析了运动学模型的不确定性对控制效果的影响;利用机器人具有的全方位移动能力,提出一种结构简单的控制方法,在机器人本体方向保持不变或依据某种要求变化的情形下,分别实现轨迹跟踪和位姿跟踪;仿真计算和实际实验结果证明了所提出的控制方法的有效性。 展开更多

关键词 轮式全方位移动机器人 控制方法 运动学模型 驱动系统

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全方位移动机器人编队控制研究 被引量：2

9

作者 杨萍 侯静茹 《机电工程》 CAS 2017年第7期796-801,共6页

针对多机器人系统编队的控制问题,将编队行为分为了任务执行行为、队形保持行为、安全运行行为,并分别对各行为进行了研究,对各种传统编队方法进行了总结和比较,通过建立移动机器人的运动学模型,得到了车体运动的控制参数,提出了针对基... 针对多机器人系统编队的控制问题,将编队行为分为了任务执行行为、队形保持行为、安全运行行为,并分别对各行为进行了研究,对各种传统编队方法进行了总结和比较,通过建立移动机器人的运动学模型,得到了车体运动的控制参数,提出了针对基于麦克纳姆轮的全方位移动机器人编队的基于行为的融合编队控制算法,利用Matlab软件对编队的各种行为进行了仿真。研究结果表明,该基于行为的融合编队控制算法能使全方位机器人完成编队行为,能够实现队形形成、队形保持、躲避静态障碍物、躲避机器人及驶向目标点等行为,编队基于该方法,实现迅速、可靠性高。 展开更多

关键词 编队控制 麦克纳姆轮 全方位移动机器人 融合算法

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基于双环滑模控制的全方位移动机器人轨迹跟踪研究 被引量：2

10

作者 车洪磊 《高技术通讯》 CAS 2022年第7期756-762,共7页

针对复杂环境下麦克纳姆轮的全方位移动机器人工作时面临不确定性以及内外部扰动等问题,提出基于双环滑模控制的移动机器人轨迹跟踪控制方法。采用拉格朗日方法建立了麦克纳姆轮移动机器人动力学模型,提出了双环滑模控制策略来实现内外... 针对复杂环境下麦克纳姆轮的全方位移动机器人工作时面临不确定性以及内外部扰动等问题,提出基于双环滑模控制的移动机器人轨迹跟踪控制方法。采用拉格朗日方法建立了麦克纳姆轮移动机器人动力学模型,提出了双环滑模控制策略来实现内外环的位置及速度跟踪,应用Lyapunov稳定性理论证明了系统的稳定性,并使用Matlab/Simulink软件进行移动平台的直线与圆弧轨迹跟踪的仿真。仿真结果表明,全方位移动机器人能够快速平滑地跟踪理想轨迹,误差收敛速度较快,系统的鲁棒性较强。此外,实物实验表明,所提算法能在外界扰动的情况下实现轨迹的跟踪控制。 展开更多

关键词 麦克纳姆轮 全方位移动机器人 轨迹跟踪 双环滑模

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全方位移动机器人的运动预测控制 被引量：8

11

作者 郭旭 熊蓉 胡协和 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期79-82,87,共5页

针对全方位移动机器人在应用中由于延时造成控制不精确的问题,提出在机器人的运动控制中引入广义预测控制法。在基于四轮全方位移动机器人运动模型建立预测模型与运动预测控制方程中,提出了通过合理减少预测模型中的输入变量,以及将多... 针对全方位移动机器人在应用中由于延时造成控制不精确的问题,提出在机器人的运动控制中引入广义预测控制法。在基于四轮全方位移动机器人运动模型建立预测模型与运动预测控制方程中,提出了通过合理减少预测模型中的输入变量,以及将多输入多输出线性模型分解为单输入单输出线性模型,来降低其控制难度。仿真和实际应用验证了该算法能够有效地消除全方位移动机器人实时控制中延时的影响。 展开更多

关键词 全方位移动机器人 运动控制 预测控制

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基于主动路标的全方位移动机器人定位系统 被引量：7

12

作者 孟凯 孙茂相 孙金根 《沈阳工业大学学报》 CAS 2000年第2期148-151,共4页

介绍一种新的基于红外主动路标的全方位移动机器人全局定位方法．采用光学视觉原理，通 过ＣＣＤ摄像机，经半球形反光球面，获得全方位景物的影像，采用路标方位角定位方法，计算出机 器人在相对坐标系中的坐标，从该系统在实验中的数... 介绍一种新的基于红外主动路标的全方位移动机器人全局定位方法．采用光学视觉原理，通 过ＣＣＤ摄像机，经半球形反光球面，获得全方位景物的影像，采用路标方位角定位方法，计算出机 器人在相对坐标系中的坐标，从该系统在实验中的数据来看，采样频率和定位精度均能满足要求． 展开更多

关键词 主动路标 路标识别 全方位移动机器人 定位系统

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含有摩擦补偿的全方位移动机器人自抗扰控制 被引量：9

13

作者 王圣翔 任超 马书根 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1285-1292,共8页

本文针对全方位移动机器人轨迹追踪中的摩擦补偿问题,提出了一种改进的非线性自抗扰控制器.首先建立了含有经典静态摩擦模型的全方位移动机器人动力学模型.其次,基于该模型设计非线性控制器和线性扩张状态观测器并给出了系统的稳定性分... 本文针对全方位移动机器人轨迹追踪中的摩擦补偿问题,提出了一种改进的非线性自抗扰控制器.首先建立了含有经典静态摩擦模型的全方位移动机器人动力学模型.其次,基于该模型设计非线性控制器和线性扩张状态观测器并给出了系统的稳定性分析.通过将模型已知项加入线性扩张状态观测器中得到摩擦力的估计值,并将估计值用于非线性控制器中摩擦补偿部分.为减小摩擦力对机器人低速运动轨迹追踪控制的影响,非线性控制器采用变增益控制器进行轨迹追踪控制.最后通过仿真结果验证本文提出控制器的有效性. 展开更多

关键词 摩擦 全方位移动机器人 自抗扰控制 非线性控制系统

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中型组机器人运动控制系统的FPGA设计 被引量：1

14

作者 王全州 裴东 +3 位作者 陶中幸 杨硕 崔涛 刘平和 《现代电子技术》 2010年第14期127-130,共4页

以RoboCup中型组足球机器人为实验平台,提出一种基于FPGA的全方位移动足球机器人运动控制系统的实现方法。首先分析和研究三轮全方位移动机器人的运动学特性,建立其运动控制模型,然后以FPGA为主要处理器,设计了PID速度闭环控制算法,实... 以RoboCup中型组足球机器人为实验平台,提出一种基于FPGA的全方位移动足球机器人运动控制系统的实现方法。首先分析和研究三轮全方位移动机器人的运动学特性,建立其运动控制模型,然后以FPGA为主要处理器,设计了PID速度闭环控制算法,实现了对机器人的精确控制。实验发现,该设计方法具有很好的实时性,能够对全方位移动机器人进行快速、准确的控制。 展开更多

关键词 ROBOCUP 全方位移动机器人 FPGA PID

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