基于Petri網(wǎng)的復(fù)雜機(jī)器人系統(tǒng)的建模與分析.pdf

1、本文以Petri網(wǎng)(PN)理論與機(jī)器人技術(shù)的結(jié)合為主線(xiàn)，以復(fù)雜機(jī)器人系統(tǒng)為主要研究對(duì)象，對(duì)擬人機(jī)器人的步態(tài)規(guī)劃與穩(wěn)定性、機(jī)器人多指靈巧手的抓取規(guī)劃和多機(jī)器人系統(tǒng)的協(xié)作等問(wèn)題進(jìn)行了較為深入而系統(tǒng)的研究。 首先，本文對(duì)擬人機(jī)器人的步態(tài)進(jìn)行了協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，利用零力矩點(diǎn)(ZMP)判據(jù)證實(shí)該規(guī)劃提高了步行的穩(wěn)定性，美化了步行姿態(tài)。隨后建立其雙腿協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)賦時(shí)Petri網(wǎng)(TPN)模型，在Matlab環(huán)境下的仿真結(jié)果表明提出的運(yùn)動(dòng)控制模型能夠

2、自適應(yīng)多變的外界環(huán)境，并證明了用PN方法解決該類(lèi)問(wèn)題具有可行性。 其次，本文對(duì)三指機(jī)器人手爪的抓取規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行了研究，結(jié)合較為深入的廣義隨機(jī)Petri網(wǎng)(GSPN)理論對(duì)多指靈巧手的抓取規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行了建模與仿真，并對(duì)Petri網(wǎng)的可達(dá)樹(shù)、關(guān)聯(lián)矩陣A、P不變量、T不變量等關(guān)鍵性能指標(biāo)進(jìn)行了分析。仿真結(jié)果表明，將Petri網(wǎng)與機(jī)器人多指靈巧手的抓取規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行結(jié)合具有很好的環(huán)境適應(yīng)性。 最后，在對(duì)個(gè)體機(jī)器人的某些關(guān)鍵性能研究

3、的基礎(chǔ)上，以機(jī)器人足球比賽為例，對(duì)多機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行了深入的研究。文中提出了一種新的傳球策略，在原有傳球算法的基礎(chǔ)上引入了傳球角度的概念；同時(shí)，考慮到機(jī)器人足球賽中隊(duì)員間協(xié)作頻繁，本文還提出一種相應(yīng)的角色轉(zhuǎn)換機(jī)制，并利用我們提出的增強(qiáng)式Petri網(wǎng)(EPN)對(duì)角色轉(zhuǎn)換的典型實(shí)例進(jìn)行了建模與仿真，仿真結(jié)果表明Petri網(wǎng)方法處理該類(lèi)問(wèn)題的優(yōu)越性，還反映出該轉(zhuǎn)換機(jī)制的可行性和有效性。 本論文的研究工作為復(fù)雜機(jī)器人系統(tǒng)的規(guī)劃與控制提供了