多機(jī)器人協(xié)同控制的研究及應(yīng)用.pdf

1、多機(jī)器人協(xié)同控制系統(tǒng)有許多單機(jī)器人系統(tǒng)無法超越的優(yōu)勢，主要表現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、容錯性好、效率高以及可擴(kuò)展性好，所以研究多機(jī)器人系統(tǒng)正逐步成為機(jī)器人領(lǐng)域的一個重點(diǎn)方向。但是目前對其的研究大多停留在理論仿真階段，缺乏實用性。并且由于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜多變，導(dǎo)致定位技術(shù)并不適用，因此大多室內(nèi)服務(wù)機(jī)器人是有軌機(jī)器人，智能性較低。本文在多機(jī)器人現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)外發(fā)展程度的不同，搭建了一套完全自主產(chǎn)權(quán)的室內(nèi)無輔助的無軌多機(jī)器人協(xié)同控制系統(tǒng)。論文

2、工作點(diǎn)如下：
　　(1)針對系統(tǒng)中多機(jī)器人間的協(xié)同控制，建立了一種依據(jù)競拍合同網(wǎng)模型改進(jìn)的分布式協(xié)同控制機(jī)制。采用各個智能機(jī)器人廣播競標(biāo)值的方式，實現(xiàn)由智能機(jī)器人自身對競標(biāo)值進(jìn)行評價，從而緩解了招標(biāo)方評價競標(biāo)值的瓶頸問題，并且使得機(jī)器人可以盡快的參與至其他招標(biāo)過程，減少了資源閑置。招標(biāo)方通過增加任務(wù)監(jiān)督過程，減少了任務(wù)丟失比例。
　　(2)設(shè)計了一套完整的機(jī)器人系統(tǒng)，實際檢測了協(xié)同控制模型的效果。客戶端采用Edison處理器

3、作為主控芯片，搭建了無軌機(jī)器人。機(jī)器人搭載舵機(jī)、超聲波、直流電機(jī)以及射頻識別模塊。服務(wù)器主要包含路徑規(guī)劃模塊以及指令傳輸模塊，其中路徑規(guī)劃部分主要基于點(diǎn)陣圖采用Dijkstra算法完成，指令傳輸基于用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(User Datagram Protocol，UDP)通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸，實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制。
　　(3)全面分析無軌機(jī)器人運(yùn)動過程，建立了轉(zhuǎn)向模型、避障模型以及規(guī)劃路徑跟蹤模型，對目標(biāo)控制信息與各個時間段的路程信息之間的關(guān)系

4、進(jìn)行了論證。以規(guī)劃路徑跟蹤模型中提煉出的方向誤差和橫向偏移誤差為控制因子建立了雙閉環(huán)比例-積分-微分(Proportion Integration Differentiation，PID)運(yùn)動控制模型，為了提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及魯棒性，引入在線BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對PID控制參數(shù)進(jìn)行整定。實驗證明控制模型跟隨效果良好，提高了無軌機(jī)器人對于規(guī)劃路徑跟蹤的精確度，無軌機(jī)器人能夠準(zhǔn)確的執(zhí)行協(xié)同控制過程中分配到的任務(wù)，推動無軌機(jī)器人在自主行走控制領(lǐng)域