全向移動(dòng)機(jī)器人控制與調(diào)度算法研究.pdf

1、隨著人機(jī)交互主題的揭開，人與機(jī)器人的交互合作成為可能，機(jī)器人及自動(dòng)化已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注。針對消防現(xiàn)場的特性，本課題主要設(shè)計(jì)了基于麥克納姆輪結(jié)構(gòu)的自主移動(dòng)機(jī)器人，該類型機(jī)器人將不僅能夠解決現(xiàn)在工業(yè)中的重復(fù)性勞動(dòng)問題，還能在一定程度上與人進(jìn)行協(xié)同工作，代替非重復(fù)性勞動(dòng)工作中較為危險(xiǎn)、繁重的部分，并根據(jù)消防現(xiàn)場的特點(diǎn)制作出符合要求的消防救援機(jī)器人。
　　麥克納姆輪是全向輪的一種，有規(guī)律的輪子布局可以保證機(jī)器人在只變換驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度

2、及方向的前提下完成全向移動(dòng)。該移動(dòng)平臺(tái)具有平面上的三個(gè)自由度，比普通的輪式移動(dòng)機(jī)器人更為靈活。對工業(yè)生產(chǎn)和倉儲(chǔ)物流行業(yè)以及人員密度大、可用空間更小的服務(wù)行業(yè)，靈活的全向機(jī)器人更能體現(xiàn)其應(yīng)用特色，該機(jī)器人可以在行走過程中保持自身姿態(tài)不動(dòng)的特性也使得在某些高要求的場合中得到極大的發(fā)揮。該全向移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)用了同步定位與建圖(SLAM)算法可以實(shí)現(xiàn)在完全陌生的環(huán)境中同時(shí)實(shí)現(xiàn)建立地圖和定位兩個(gè)功能。SLAM算法能夠較為精確的構(gòu)建地圖和自身全局定位。

3、
　　自主移動(dòng)機(jī)器人能夠根據(jù)地圖信息規(guī)劃出較為有效的行走路徑是其運(yùn)動(dòng)的核心技術(shù)之一，為了使機(jī)器人的工作效率有所提升，本文將采用對傳統(tǒng)的 A*算法進(jìn)行平滑處理的平滑 A*路徑規(guī)劃算法進(jìn)行機(jī)器人全局路徑規(guī)劃，通過與現(xiàn)在機(jī)器人中使用普遍的A*算法比較，平滑A*算法能夠保證機(jī)器人高效規(guī)劃出行走路徑，優(yōu)化了 A*算法中轉(zhuǎn)折次數(shù)多且轉(zhuǎn)折角度過大的問題，提高了機(jī)器人的運(yùn)行效率。在機(jī)器人高速行駛時(shí)，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)特性將決定整個(gè)移動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，高效

4、的運(yùn)動(dòng)控制能保證機(jī)器人在規(guī)劃出可用路徑以后嚴(yán)格按照規(guī)劃出的路徑進(jìn)行行走，本文通過對比常規(guī)PID控制、模糊PID控制與基于粒子群算法(PSO)的模糊PID控制進(jìn)行對比，并選取在并聯(lián)機(jī)器人中運(yùn)用的基于改進(jìn)PSO的模糊PID控制進(jìn)行機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制，在對基于粒子群算法的模糊PID控制系統(tǒng)與常規(guī)PID、模糊PID控制系統(tǒng)仿真對比實(shí)驗(yàn)中，基于PSO算法改進(jìn)的模糊PID控制更為有效得保證了運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，機(jī)器人的動(dòng)態(tài)特性和調(diào)節(jié)時(shí)間都得到明顯改善，有