視覺導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人路徑跟蹤控制策略的研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人已經(jīng)在人們的生產(chǎn)和生活中得到了很大的應(yīng)用，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。因此對(duì)移動(dòng)機(jī)器人幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)的研究是十分必要的。本文針對(duì)視覺導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人路徑跟蹤的控制策略等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。
　　 在移動(dòng)機(jī)器人的視覺導(dǎo)航系統(tǒng)中，對(duì)視覺傳感器得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行HSV模型變換、圖像分割和細(xì)化等處理，并采用最小二乘法擬合路徑的直線方程。對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型和動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了深入的分析并最終確定視覺導(dǎo)航

2、移動(dòng)機(jī)器人路徑跟蹤系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。同時(shí)將移動(dòng)機(jī)器人路徑跟蹤問題轉(zhuǎn)化為無靜差跟蹤控制問題來解決。
　　 論文深入分析了無靜差跟蹤控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式及觀測(cè)器設(shè)計(jì)理論存在的不足之處，并提出了一種全新的無靜差跟蹤控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。該控制系統(tǒng)的鎮(zhèn)定補(bǔ)償器采用動(dòng)態(tài)輸出觀測(cè)器反饋控制結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的魯棒穩(wěn)定性。同時(shí)以減小特征向量矩陣的條件數(shù)為直接目的，提出以特征向量矩陣的條件數(shù)為適應(yīng)度函數(shù)，采用粒子群算法進(jìn)行優(yōu)化。針對(duì)粒子群算法中存在的缺陷，對(duì)

3、粒子濃度進(jìn)行調(diào)節(jié)以保持粒子多樣性，防止算法陷入局部極值。同時(shí)建立優(yōu)秀粒子記憶庫，克服粒子群算法后期收斂速度慢的缺點(diǎn)。最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了本文提出的無靜差跟蹤控制結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的魯棒穩(wěn)定性，即使在被控系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生很大變化的情況下，仍然能夠保持較好的無靜差跟蹤能力。
　　 在對(duì)動(dòng)態(tài)輸出觀測(cè)器反饋控制理論的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)被控系統(tǒng)不滿足兩個(gè)充分條件時(shí)就不一定能保證系統(tǒng)一定能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)輸出觀測(cè)器反饋控制。針對(duì)這一情況，提出穩(wěn)定傳輸零點(diǎn)補(bǔ)償器