轮式移动机器人

摘要： 机器人是目前各行各业应用最为广泛的一种智能机械设备,其中轮式移动机器人以其特有的性质被越来越多的应用到我们的日常生活中,所以对轮式移动机器人的控制要求更加多样化,如何设计出对目标轨迹贴合且稳定的方法正在成为研究的热点。本文基于模型预测控制策略针对轮式移动机器人的运行轨迹进行实时跟踪。首先结合本次设计要求并根据轮式移动机器人的相关特性建立数学模型,然后提出模型的预测控制方案,最后利用MATLAB软件进行相关控制程序的编写并模拟仿真。实验结果显示机器人的运行轨迹与预设路线较为接近,由此表明本次设计的轮式移动机器人轨迹跟踪控制方法符合设计要求,可以为机器人的轨迹跟踪控制研究提供理论依据。

摘要： 针对具有外部扰动和量化反馈的图像视觉伺服移动机器人轨迹跟踪问题,提出了一种基于超螺旋算法的量化反馈控制方法,首先使用超螺旋滑模控制方案,将扰动项放入滑模高阶导数中,减少滑模控制中的抖振现象;接着将量化误差的界限放入滑模开关函数中,来抑制量化对系统稳定性的影响;通过李雅普诺夫函数证明了系统可以在有限时间收敛至与量化参数相关的较小区域内,最后通过动态调节量化参数,使系统最终可以收敛至零。通过仿真结果验证了控制方案的有效性。

摘要： 针对未知动态环境中移动机器人的导航控制问题,采用一种新的问题描述模型,并提出一种新的用于具有移动障碍物的未知复杂动态环境中机器人无碰撞导航算法。该方法基于对环境信息的集成表示,不需要通过对障碍物的形状进行近似处理,算法的逻辑较为简单且易于在控制系统中实现。通过集成环境表示的方法,对机器人所处工作环境进行了重新描述、分析,并据此提出了一种适用于障碍物速度未知、环境复杂、具有移动障碍物场景的导航控制方法。仿真实验阶段,通过计算机仿真和实际机器人实验,验证了所提出算法的有效性,通过对比,体现了该方法相对于传统速度障碍物模型方法的优越性。

摘要： 结合了反步法和分层滑模控制方案提出了一种轮式移动机器人轨迹跟踪控制算法。首先,针对一类轮式移动机器人系统将其分解成两个子系统,分别设计子系统的控制率。针对第一个子系统,利用分反步法通过构造Lyapunov函数设计系统的控制率。针对第二个子系统,将其进一步分解为两个子系统,利用分层滑模技术设计出最终的控制器。基于反步法和分层滑模控制方案设计的系统控制器,不仅可以保证了闭环系统是渐进稳定的且系统的跟踪误差能够收敛到任意小的邻域内。最后通过一个数值模拟结果表明了所提出控制方法的有效性。

摘要： 针对侧滑打滑干扰和执行器饱和约束导致轮式移动机器人(WMR)轨迹跟踪困难的问题,提出一种抗饱和模糊超螺旋滑模控制策略。根据WMR的轨迹跟踪误差模型,设计运动学控制器,得到辅助速度控制律;采用反步法思想,设计抗饱和模糊超螺旋滑模动力学控制器,通过饱和约束辅助系统实现抗饱和控制,并引入模糊自适应律,动态调整超螺旋控制律参数。与固定增益的滑模控制进行对比,仿真结果表明,所提出的方法在存在未知侧滑打滑干扰和执行器饱和约束时,能够保证WMR跟踪误差收敛,并削减系统抖振,有效提高了WMR轨迹跟踪的鲁棒性。

摘要： 随着电子技术的发展和提高,移动机器人作为新兴技术的体现,在生产和生活中的应用越来越普遍。为了达到手动无线操控小车运动的目的,本课题组研制出基于Arduino UNO两轮平衡车,该系统以Arduino UNO为主控制器,通过红外遥控实现人机通信。遥控器向控制器发送命令,接到命令后,控制器执行相关程序,控制车辆处于前、后、左、右不同状态,始终保持车辆的平衡。硬件包括红外遥控模块、陀螺仪模块、电源模块、驱动模块、测速模块、显示模块、Arduino uno主板模块。软件部分对各个模块进行了编程和相关功能的实现后,再进行了调试,最后完成了各个小车状态的控制。

摘要： 针对轮式移动机器人参数摄动和内外部扰动等问题,提出一种新型的基于自适应扩张状态观测器的滑模控制算法。采用自适应虚拟速度控制器估计系统未知参数,滑模控制器抑制参数摄动和内外部扰动,非线性扩张状态观测器观测系统扰动并减小控制输入的抖振,实现了轨迹跟踪误差的快速收敛。利用Lyapunov稳定性理论证明了控制算法的稳定收敛性。将所提算法与传统自适应反演滑模算法进行对比,对比结果表明了所提算法的有效性和鲁棒性。

摘要： 针对轮式移动机器人轨迹跟踪控制中存在纵向滑移干扰问题,研究了一种迭代学习控制律。首先,为了描述纵向滑移干扰引进滑移参数,建立了存在纵向滑移干扰的移动机器人运动学模型;然后,针对机器人系统设计了开闭环P型迭代学习控制器,选取了几种有代表性的滑移扰动进行分析,通过理论推导证明机器人在不同纵向滑移干扰下轨迹跟踪的稳定性;最后,通过仿真实例验证设计控制器的有效性。

摘要： 针对轮式移动机器人滑模控制中幂次趋近律趋近速度慢的问题,提出一种有限时间收敛的新型幂次趋近律。首先,根据移动机器人运动学方程,构造双闭环结构的控制系统;其次,结合双幂次趋近律和快速幂次趋近律,设计一种新型幂次趋近律;同时,引入双曲正切函数解决外环系统输出不连续可导的问题;再采用差分进化算法优化新型幂次趋近律中的参数;最后通过MATLAB仿真表明,与改进的双幂次趋近律和人工整定参数的新型幂次趋近律相比,优化后的新型幂次趋近律的收敛速度提升了50%,具有明显的优越性。

摘要： 为保证轮式移动机器人在轨迹跟踪控制时具有良好性能,其输入线速度v和角速度w均不超过其额定值c^(v)和c_(w),基于四阶运动学模型对移动机器人提出了一种线速度和角速度受限的轨迹跟踪控制方法。利用Lyapunov稳定性理论证明该方法可以使闭环系统中所有信号有界,闭环系统渐近稳定。仿真和实验结果表明:轮式移动机器人能够跟踪到期望轨迹,其跟踪误差e_(x)、e_(y)、e_(s)、e_(c)收敛到0;同时保证闭环系统中所有信号有界,且轮式移动机器人线速度和角速度受限,即|v|≤c_(v),|w|≤c_(w)。

摘要： 本文讨论了在运动学模型下的非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制问题,提出了一种新型轨迹跟踪控制策略,使该非完整系统全局渐近稳定,即使在目标模型纵向速度、转动角速度时变，甚至为负的请况下，都得到了较好的跟踪控制效果，基于李亚普诺夫的稳定证明和仿真效果都证明了这一点。

摘要： 分别讨论了参数不确定轮式移动机器人的定点镇定和曲线镇定问题。结合Lyapunov方法和反步法设计出光滑状态反馈自适应控制律，保证在参数不确定情况下机器人可以从任意初始状态渐近稳定到期望位置或者期望的几何曲线上。仿真结果证实了控制律的有效性。

摘要： 针对轮式移动机器人在自适应镇定控制运动过程中存在的障碍干扰问题,提出了一种基于人工势场法的避障控制方法.在基于Lyapunov稳定性理论设计的自适应控制算法的基础上,对轮式机器人遇到障碍物时如何实现避障的问题进行研究,根据人工势场法原理引入障碍物对轮式机器人的斥力.将斥力折算为斥力方向上的加速度结合由自适应控制器给机器人所提供的速度得到合速度,从而由合速度控制轮式机器人运动实现在障碍物处的避障控制,并针对此方法存在的类似于传统人工势场法的局部极小问题提出了有效的解决方案.

摘要： 本文针对参数不确定及存在未知外部扰动的轮式移动机器人的轨迹跟踪问题,设计自适应滑模控制器.首先建立机器人的不确定非线性运动学模型,进而通过状态反馈控制的相关理论对轮式移动机器人系统的输入—输出进行变换处理,选择适当的PID型切换函数,从而设计出切换增益可实时在线调整的自适应滑模控制器.最后将所设计的自适应滑模控制器与传统滑模控制器进行对比分析,观察系统参数摄动与外部扰动对自适应滑模控制器的影响,针对路径跟踪性能提高控制器的鲁棒性.

摘要： 针对参数不确定及存在未知外部扰动的移动机器人的轨迹跟踪问题,设计自适应滑模控制器.建立不确定非线性运动学模型,通过运用状态反馈控制的相关理论对轮式移动机器人系统进行输入—输出变换处理,选择适当的PID型切换函数,设计切换增益可实时在线调整的自适应滑模控制器.通过与传统滑模控制器控制对比分析,结果表明提出的自适应滑模控制器能较好地补偿系统参数摄动与外部扰动的影响,提高了移动机器人的轨迹跟踪性能和鲁棒性.

摘要： 本文重点研究了移动焊接机器人的轨迹跟踪控制算法.建立了轮式移动机器人的运动学和动力学模型,并运用Back-Stepping算法进行机器人轨迹跟踪控制律设计,设计了轮式移动机器人轨迹跟踪控制器.通过对螺旋线的轨迹跟踪仿真证明,所设计的轮式机器人轨迹跟踪控制器的性能和效果良好.

摘要： 轮式移动机器人的动力源于电机的驱动。研究将执行结构动态考虑在内的非完整轮式移动机器人的轨迹跟踪与镇定统一控制问题，即用一个控制器完成机器人的轨迹跟踪与镇定2种控制任务。基于运动学模型的跟踪控制律，利用李雅普诺夫稳定性理论及Backstepping技术，将运动学控制律推广到动力学模型。进一步将驱动电机的动态考虑在内，通过对跟踪控制律的修正，可以实现镇定控制任务，最后给出典型轨迹跟踪及镇定控制的仿真结果。

摘要： 本文针对轮式机器人任意点镇定控制问题进行研究.现有控制律主要解决原点镇定问题,难以实现非原点镇定控制.针对非原点镇定问题,本文引入正交旋转变换,将非原点镇定转化为原点镇定,并应用Lyapunov理论,在极坐标下设计任意点镇定控制器.仿真结果显示,所提出的控制律能够有效地解决非零点镇定问题.

摘要： 本文针对轮式机器人任意点镇定控制问题进行研究.现有控制律主要解决原点镇定问题,难以实现非原点镇定控制.针对非原点镇定问题,本文引入正交旋转变换,将非原点镇定转化为原点镇定,并应用Lyapunov理论,在极坐标下设计任意点镇定控制器.仿真结果显示,所提出的控制律能够有效地解决非零点镇定问题.

摘要： 本文针对轮式机器人任意点镇定控制问题进行研究.现有控制律主要解决原点镇定问题,难以实现非原点镇定控制.针对非原点镇定问题,本文引入正交旋转变换,将非原点镇定转化为原点镇定,并应用Lyapunov理论,在极坐标下设计任意点镇定控制器.仿真结果显示,所提出的控制律能够有效地解决非零点镇定问题.

摘要： 本发明提供一种移动机器人、移动机器人的充电座、移动机器人系统，本发明的充电座用于对照射图案光的移动机器人进行充电，该充电座包括：充电座本体，通过与所述移动机器人对接来进行充电；以及两个以上位置标识，设置于所述充电座本体，当所述图案光照射到表面时，形成与周边部区分开的标记，并相互隔开间隔而设置。

摘要： 本发明提供一种移动机器人、移动机器人的充电座、移动机器人系统，本发明的充电座用于对照射图案光的移动机器人进行充电，该充电座包括：充电座本体，通过与所述移动机器人对接来进行充电；以及两个以上位置标识，设置于所述充电座本体，当所述图案光照射到表面时，形成与周边部区分开的标记，并相互隔开间隔而设置。

摘要： 本发明提供一种移动机器人、移动机器人的充电座、移动机器人系统，本发明的充电座用于对照射图案光的移动机器人进行充电，该充电座包括：充电座本体，通过与所述移动机器人对接来进行充电；以及两个以上位置标识，设置于所述充电座本体，当所述图案光照射到表面时，形成与周边部区分开的标记，并相互隔开间隔而设置。

摘要： 本发明公开了移动机器人用手爪、机器人手臂及移动机器人，该手爪包括底板，底板与移动机器人的机械臂固定并随机械臂的旋转而旋转，底板上固定至少一个机械手指，机械手指在机械臂的转动下转动，以拨动门把或者阀门把手或者阀门手轮；本发明通过在机械手指内侧设置带有凸起的手指弹片，通过利用手指弹片的弹性作用可实现穿过门把手，并通过凸起门把手进行固定限位，更好的实现对门把手的开启同时，弹片的固定方式既保证了弹片的固定，又可以起到伸缩的效果。

摘要： 移动机器人(30)具备：驱动部(31)，其对移动速度和行进方向进行变更；检测部(24、25)，其对沿着到目标地点为止的移动路径而配置的多个被检测体(11)进行检测；以及控制部(27)，其取得到由检测部检测出的被检测体为止的距离(Z)和方向(θ)，并算出到被检测体为止的距离和方向满足预定的关系的行进方向，并基于算出的行进方向来对驱动部进行驱动控制。控制部(27)基于到由检测部检测出的被检测体为止的距离和方向，来算出沿着边界(40)而配置的被检测体与移动机器人的当前位置的相对于移动路径正交的方向上的距离(x)，并算出该距离(x)与一定距离(Xref)的差量(δx)，并以使该差量(δx)成为0(零)的方式执行对驱动部的驱动控制，由此能够在通道内将移动机器人尽快地诱导至期望的路径。

摘要： 本发明提供一种移动机器人、移动机器人的充电座、移动机器人系统，本发明的充电座用于对照射图案光的移动机器人进行充电，该充电座包括：充电座本体，通过与所述移动机器人对接来进行充电；以及两个以上位置标识，设置于所述充电座本体，当所述图案光照射到表面时，形成与周边部区分开的标记，并相互隔开间隔而设置。

摘要： 本发明提供一种移动机器人、移动机器人的充电座、移动机器人系统，本发明的充电座用于对照射图案光的移动机器人进行充电，该充电座包括：充电座本体，通过与所述移动机器人对接来进行充电；以及两个以上位置标识，设置于所述充电座本体，当所述图案光照射到表面时，形成与周边部区分开的标记，并相互隔开间隔而设置。

摘要： 本发明提供一种移动机器人、移动机器人的充电座、移动机器人系统，本发明的充电座用于对照射图案光的移动机器人进行充电，该充电座包括：充电座本体，通过与所述移动机器人对接来进行充电；以及两个以上位置标识，设置于所述充电座本体，当所述图案光照射到表面时，形成与周边部区分开的标记，并相互隔开间隔而设置。

摘要： 机器人身体上作为控制点、质量移动量最大的臀部被设置成局部坐标原点，并且将加速度传感器布置在那里，以便直接测量那个位置上的姿势和加速度，根据ZMP进行姿势控制。并且，在与路面接触的脚上，布置直接测量ZMP和力的地板反作用力传感器和加速度传感器，以便在与ZMP位置最接近的脚上建立ZMP方程，从而实现精确的高速姿势控制。

摘要： 提供了一种移动机器人遥控器部件、移动机器人遥控器及机器人系统。其中，移动机器人遥控器部件为与多种不同类型的通信模块切换连接的移动机器人遥控器部件，包括壳体(1)和设置于壳体(1)内的核心板(2)，核心板(2)通过第一耦合(4)可拆卸地与多种不同类型的通信模块(3)切换连接，第一耦合(4)用于实现核心板(2)与通信模块(3)之间的数据传输。在需要对移动机器人遥控器中的通信模块进行更换、维护时，可以只替换该通信模块，而不用更换全部的硬件系统，有效地降低了用户的更换成本，提高了设备利用率。