無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人控制算法的研究.pdf

1、移動(dòng)機(jī)器人的研究對(duì)于提高工業(yè)生產(chǎn)的能力、服務(wù)業(yè)的服務(wù)質(zhì)量、救援與現(xiàn)場(chǎng)排爆的速度有著重要的意義。相對(duì)于傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的移動(dòng)機(jī)器人控制方式，無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人控制作為一種分布式的控制系統(tǒng)的重要應(yīng)用，因其具有減少布線、易于維護(hù)與擴(kuò)展、適合遠(yuǎn)程控制、資源共享等特點(diǎn)，備受人們關(guān)注。但是由于無線網(wǎng)絡(luò)的引入，勢(shì)必會(huì)引入網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的存在不僅影響信息的實(shí)時(shí)傳輸更會(huì)影響整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的性能，嚴(yán)重時(shí)甚至引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。過去的移動(dòng)機(jī)器人控制算

2、法大多是基于控制信息傳輸無時(shí)延的假設(shè)，因此很難直接適用于無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動(dòng)機(jī)器人控制。本文的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人控制算法研究具有重要意義，本文在以下方面進(jìn)行了研究和探索：
　　1.本文首先對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與特點(diǎn)進(jìn)行了分析，探究了節(jié)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的影響，并根據(jù)探究結(jié)果選擇適合本文的接點(diǎn)驅(qū)動(dòng)方式。分析了無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的時(shí)延產(chǎn)生過程與其對(duì)系統(tǒng)的影響，并且針對(duì)給定系統(tǒng)，利用MATLAB仿真驗(yàn)證了時(shí)延對(duì)控制系

3、統(tǒng)性能的影響。
　　2.針對(duì)目前常用的機(jī)器人建立了一種適合兩輪移動(dòng)機(jī)器人、履帶式機(jī)器人、四輪驅(qū)動(dòng)差速轉(zhuǎn)向機(jī)器人通用的動(dòng)力學(xué)模型，針對(duì)此模型設(shè)計(jì)了適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的離散反演控制器。利用MATLAB/Simulink對(duì)設(shè)計(jì)離散的反演控制算法進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明本文設(shè)計(jì)的離散反演控制器具有良好的控制效果。
　　3.利用TrueTime網(wǎng)絡(luò)化仿真平臺(tái)搭建無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行仿真，調(diào)整時(shí)延參數(shù)，并對(duì)比無時(shí)延

4、時(shí)和有時(shí)延時(shí)的仿真結(jié)果，進(jìn)而總結(jié)出時(shí)延對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的影響。利用模型預(yù)測(cè)控制設(shè)計(jì)控制序列預(yù)測(cè)補(bǔ)償器，將其應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)，以減小時(shí)延對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的影響。并對(duì)加入了控制序列預(yù)測(cè)補(bǔ)償器的無線網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，通過仿真結(jié)果驗(yàn)證，本文設(shè)計(jì)的控制策略具有良好的控制效果。
　　4.為了進(jìn)一步深入研究移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)，以及無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，本文通過硬件選型與相應(yīng)信號(hào)處理電路的設(shè)