小型足球機(jī)器人的模塊化設(shè)計與運動控制研究.pdf

1、足球機(jī)器人是一種在高動態(tài)的對抗環(huán)境下工作的移動機(jī)器人，是研究多智能體協(xié)作與控制的高科技平臺。足球機(jī)器人的研究能夠推動和提高機(jī)器人學(xué)、人工智能等相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價值。
　　本學(xué)位論文以小型足球機(jī)器人為對象，研究模塊化設(shè)計思想在小型足球機(jī)器人設(shè)計中的應(yīng)用和小型足球機(jī)器人的運動控制問題。所做的主要工作及取得的研究成果如下:
　　1.模塊劃分?jǐn)?shù)值方法的研究。提出了基于內(nèi)聚度的最優(yōu)模塊劃分方法，具有將傳統(tǒng)

2、的模塊劃分這一高維非線性的組合優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為在一維空間內(nèi)尋優(yōu)的優(yōu)點。在該方法中，給出了改進(jìn)的量子粒子群算法用于內(nèi)聚度約束值的優(yōu)化。運用所提方法，快速高效地獲得了ICrobot小型足球機(jī)器人的能滿足實際需求的低耦合、高內(nèi)聚模塊。
　　2.小型足球機(jī)器人帶球模塊機(jī)構(gòu)的設(shè)計。通過對帶球模塊機(jī)構(gòu)和小球進(jìn)行力學(xué)分析，得出影響帶球模塊機(jī)構(gòu)帶球穩(wěn)定性的因素，在此基礎(chǔ)上，完成了一個小型足球機(jī)器人帶球模塊機(jī)構(gòu)構(gòu)型的創(chuàng)新設(shè)計和相關(guān)零部件參數(shù)的確定。設(shè)

3、計結(jié)果表明，與傳統(tǒng)帶球機(jī)構(gòu)相比，新型帶球機(jī)構(gòu)具有更好的帶球穩(wěn)定性。
　　3.小型足球機(jī)器人運動模塊組合和運動控制的研究。根據(jù)小型足球機(jī)器人的角色功能要求，給出了其運動模塊組合方案。針對小型足球機(jī)器人的運動特點，提出了基于PID控制的非故障狀態(tài)下小型足球機(jī)器人的運動控制策略;針對小型足球機(jī)器人運動模塊在比賽中容易發(fā)生故障的實際情況，提出了一種基于概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的小型足球機(jī)器人運動模塊故障診斷方法，并在此基礎(chǔ)上給出了故障狀態(tài)下小型足球機(jī)