小型足球機器人的模塊化設計與運動控制研究.pdf

1、足球機器人是一種在高動態(tài)的對抗環(huán)境下工作的移動機器人，是研究多智能體協(xié)作與控制的高科技平臺。足球機器人的研究能夠推動和提高機器人學、人工智能等相關領域的發(fā)展和應用，具有重要的科學意義和應用價值。
　　本學位論文以小型足球機器人為對象，研究模塊化設計思想在小型足球機器人設計中的應用和小型足球機器人的運動控制問題。所做的主要工作及取得的研究成果如下:
　　1.模塊劃分數(shù)值方法的研究。提出了基于內聚度的最優(yōu)模塊劃分方法，具有將傳統(tǒng)

2、的模塊劃分這一高維非線性的組合優(yōu)化問題轉化為在一維空間內尋優(yōu)的優(yōu)點。在該方法中，給出了改進的量子粒子群算法用于內聚度約束值的優(yōu)化。運用所提方法，快速高效地獲得了ICrobot小型足球機器人的能滿足實際需求的低耦合、高內聚模塊。
　　2.小型足球機器人帶球模塊機構的設計。通過對帶球模塊機構和小球進行力學分析，得出影響帶球模塊機構帶球穩(wěn)定性的因素，在此基礎上，完成了一個小型足球機器人帶球模塊機構構型的創(chuàng)新設計和相關零部件參數(shù)的確定。設

3、計結果表明，與傳統(tǒng)帶球機構相比，新型帶球機構具有更好的帶球穩(wěn)定性。
　　3.小型足球機器人運動模塊組合和運動控制的研究。根據小型足球機器人的角色功能要求，給出了其運動模塊組合方案。針對小型足球機器人的運動特點，提出了基于PID控制的非故障狀態(tài)下小型足球機器人的運動控制策略;針對小型足球機器人運動模塊在比賽中容易發(fā)生故障的實際情況，提出了一種基于概率神經網絡的小型足球機器人運動模塊故障診斷方法，并在此基礎上給出了故障狀態(tài)下小型足球機