帶兩節(jié)拖車拖掛式移動機器人控制策略研究.pdf

1、隨著社會的進步和現代科學技術的發(fā)展，帶有拖車的移動機器人在物流運輸、軍事偵查、以及工業(yè)自動化生產等方面的應用越來越廣泛，它具有拖車節(jié)數可以任意改變的優(yōu)點，因此在港口碼頭，火車站，飛機場等需要運輸貨物的場合得到了廣泛的使用。除此之外，它還可以在很多復雜的環(huán)境下進行工作，比如海洋深水下、凸凹不平的地面、甚至是月球表面等。
　　 利用拖掛式移動機器人可以極大地提高效率，降低成本。它在實際中的很多應用都可以歸結為路徑跟蹤控制的問題。在實

2、踐中，輪式移動機器人的大量使用促進了機器人研究領域的發(fā)展，而拖掛式移動機器人的路徑跟蹤問題是移動機器人研究領域的一個重要組成部分，吸引著眾多學者的目光。由于我國移動機器人的研究水平遠遠的落后于西方國家，在實際應用方面和西方國家還有一定的差距，因此，對移動機器人運動控制的研究具有較高的理論和實際意義。
　　 目前對移動式機器人的研究內容主要有機器人的系統(tǒng)建模、環(huán)境信息的采集、路徑規(guī)劃、自適應導航、多個移動機器人共同協(xié)作等問題。對于

3、帶有拖車的移動機器人來說，它的研究內容主要有路徑跟蹤和路徑規(guī)劃。移動機器人在排雷、地面軍事偵查、防止有毒氣體污染等對人體有傷害的環(huán)境中應用很廣，而這些應用大部分都可以歸結為路徑跟蹤控制問題。
　　 本文所研究的內容是帶兩節(jié)拖車的移動機器人的控制策略，即沿著給定的固定路徑運動。在運動的過程中，既要保證整個車體之間不能有任何碰撞，又要滿足一定的精度要求，從而使整個車體在有障礙物的情況下不會偏離規(guī)劃的路徑。由于車體整體結構比較復雜，尤

4、其是倒車跟蹤控制更是困難，因此，很多國內外學者把研究的重點都放在了倒車跟蹤上。
　　 對于帶兩節(jié)拖車的拖掛式移動機器人的正向和反向路徑跟蹤問題，本文主要完成了以下幾個方面的工作：
　　 第一：對整個車體系統(tǒng)的運動學特性進行了分析，建立了三個車體相互連接的運動學模型，并對所建立的模型進行了仿真驗證，為選擇和設計正確的控制算法奠定了理論基礎。
　　 第二：針對帶有兩節(jié)小車的移動式機器人的路徑跟蹤問題，提出了視線導航方