面向機(jī)器人的基于多智能體嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用研究.pdf

1、上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文面向機(jī)器人的基于多智能體嵌入式控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及其應(yīng)用研究姓名：寧柯軍申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師：楊汝清20051201上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文總結(jié)出一套面向嵌入式固件架構(gòu)設(shè)計(jì)的方法；以研制的自主移動(dòng)機(jī)器人為例介紹相關(guān)研究成果及該方法的設(shè)計(jì)應(yīng)用技術(shù)，概括如下：1)提出基于MAS的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。這種方法結(jié)合了MAS領(lǐng)域的研究成果與嵌入式系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)，主要用于指導(dǎo)機(jī)電設(shè)備嵌入式控制器固件架構(gòu)設(shè)

2、計(jì)。這種方法用Agent概念處理復(fù)合型控制系統(tǒng)的多個(gè)子控制器；用MAS方法學(xué)指導(dǎo)構(gòu)造這些Agent之間的通訊及協(xié)調(diào)機(jī)制。文中從方法學(xué)的角度系統(tǒng)闡述了在嵌入式系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)MAS的原理、提出相關(guān)概念、總結(jié)方法流程。采用這種方法為實(shí)際機(jī)電一體化設(shè)備設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)可以被稱為嵌入式MAS控制器。2)提出一種適合嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的機(jī)械臂通用位置逆解算法，對(duì)冗余及非冗余空間串聯(lián)型機(jī)械臂問題均有效。建立過程規(guī)范簡(jiǎn)單，很容易用于機(jī)械臂的嵌入式控制器開發(fā)。文中

3、列出算法部分仿真結(jié)果及在開發(fā)的多款微控制器平臺(tái)測(cè)試獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。3)提出一種基于嵌入式MAS的機(jī)械臂控制方法，前述機(jī)械臂位置逆解算法是這種控制方法的基礎(chǔ)。這種控制方法集成了基于模型和基于行為的思想，可以使冗余機(jī)械臂的行為更具柔性及強(qiáng)魯棒性。文中以研制的模型機(jī)械臂系統(tǒng)IIN8為例，系統(tǒng)介紹了其實(shí)現(xiàn)技術(shù)。4)提出一種實(shí)用的低成本自主移動(dòng)機(jī)器人導(dǎo)航設(shè)計(jì)方案，可以實(shí)現(xiàn)一種純反應(yīng)式自主能力，保證移動(dòng)機(jī)器人在非結(jié)構(gòu)環(huán)境下自主避障到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。文中具

4、體介紹了一臺(tái)作者自制的小型多操作模式移動(dòng)機(jī)器人ItN9模型的研制情況，并詳細(xì)論述相關(guān)理論研究成果。IIN9裝備多個(gè)傳感系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)環(huán)境感知以及自主導(dǎo)航，采用擴(kuò)展卡爾曼濾波器實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航子系統(tǒng)信息融合，模糊控制器實(shí)現(xiàn)行為決策。5)詳細(xì)介紹移動(dòng)機(jī)器人ItN9自主模式部分的嵌入式MAS控制器實(shí)現(xiàn)方法。前述第4項(xiàng)是這部分內(nèi)容設(shè)計(jì)不可或缺的基礎(chǔ)內(nèi)容。以上3及5項(xiàng)可以作為利用本文方法具體解決機(jī)器人研究領(lǐng)域部分問題的應(yīng)用實(shí)例。如文中所述，開發(fā)的幾款具體控制器