帶兩節(jié)拖車拖掛式移動(dòng)機(jī)器人控制策略研究.pdf

1、隨著社會(huì)的進(jìn)步和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，帶有拖車的移動(dòng)機(jī)器人在物流運(yùn)輸、軍事偵查、以及工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)等方面的應(yīng)用越來越廣泛，它具有拖車節(jié)數(shù)可以任意改變的優(yōu)點(diǎn)，因此在港口碼頭，火車站，飛機(jī)場等需要運(yùn)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(fù)雜的環(huán)境下進(jìn)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(dòng)機(jī)器人可以極大地提高效率，降低成本。它在實(shí)際中的很多應(yīng)用都可以歸結(jié)為路徑跟蹤控制的問題。在實(shí)

2、踐中，輪式移動(dòng)機(jī)器人的大量使用促進(jìn)了機(jī)器人研究領(lǐng)域的發(fā)展，而拖掛式移動(dòng)機(jī)器人的路徑跟蹤問題是移動(dòng)機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)重要組成部分，吸引著眾多學(xué)者的目光。由于我國移動(dòng)機(jī)器人的研究水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)的落后于西方國家，在實(shí)際應(yīng)用方面和西方國家還有一定的差距，因此，對移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的研究具有較高的理論和實(shí)際意義。
　　 目前對移動(dòng)式機(jī)器人的研究內(nèi)容主要有機(jī)器人的系統(tǒng)建模、環(huán)境信息的采集、路徑規(guī)劃、自適應(yīng)導(dǎo)航、多個(gè)移動(dòng)機(jī)器人共同協(xié)作等問題。對于

3、帶有拖車的移動(dòng)機(jī)器人來說，它的研究內(nèi)容主要有路徑跟蹤和路徑規(guī)劃。移動(dòng)機(jī)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(yīng)用很廣，而這些應(yīng)用大部分都可以歸結(jié)為路徑跟蹤控制問題。
　　 本文所研究的內(nèi)容是帶兩節(jié)拖車的移動(dòng)機(jī)器人的控制策略，即沿著給定的固定路徑運(yùn)動(dòng)。在運(yùn)動(dòng)的過程中，既要保證整個(gè)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(gè)車體在有障礙物的情況下不會(huì)偏離規(guī)劃的路徑。由于車體整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，尤

4、其是倒車跟蹤控制更是困難，因此，很多國內(nèi)外學(xué)者把研究的重點(diǎn)都放在了倒車跟蹤上。
　　 對于帶兩節(jié)拖車的拖掛式移動(dòng)機(jī)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(gè)方面的工作：
　　 第一：對整個(gè)車體系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行了分析，建立了三個(gè)車體相互連接的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并對所建立的模型進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，為選擇和設(shè)計(jì)正確的控制算法奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 第二：針對帶有兩節(jié)小車的移動(dòng)式機(jī)器人的路徑跟蹤問題，提出了視線導(dǎo)航方