全自主中型兩輪足球機(jī)器人到定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)間路徑最優(yōu)控制.pdf

1、全自主足球機(jī)器人到定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是一個(gè)典型的運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題，機(jī)器人如何快速平滑地移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)，是其他應(yīng)用的基礎(chǔ)，直接決定了上層策略的有效性，其運(yùn)動(dòng)控制性能的好壞對(duì)系統(tǒng)有很大影響。
　　 現(xiàn)有的到定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)控制大多是以完成到定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)為目標(biāo)的定性分析，在運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)定量化上未做深入研究；而一些提出指標(biāo)進(jìn)行分析的又沒(méi)有對(duì)指標(biāo)進(jìn)行形式化定量研究；對(duì)重要性能指標(biāo)也沒(méi)有進(jìn)行綜合考慮。而且現(xiàn)有的運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)不能準(zhǔn)確反映機(jī)器人特性，其對(duì)復(fù)雜的電機(jī)及驅(qū)動(dòng)模

2、塊進(jìn)行了簡(jiǎn)化處理。
　　 所以導(dǎo)致一方面難以對(duì)到定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)器的控制效果作出定量綜合的研究，同時(shí)仿真結(jié)果還難以應(yīng)用在實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制中。如果能夠?qū)\(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)定量研究，則可定量分析運(yùn)動(dòng)性能、由此可比較評(píng)判不同控制器的控制效果，作為控制器的重要選取依據(jù)。同時(shí)利用項(xiàng)目組前期所建的精確機(jī)器人運(yùn)動(dòng)仿真系統(tǒng)進(jìn)行控制器設(shè)計(jì)，則可較好地把仿真結(jié)果應(yīng)用在實(shí)際機(jī)器人到定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)控制中。
　　 基于以上問(wèn)題背景，本論文主要研究工作如下：
　

3、　 ①首先提出了機(jī)器人到定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間路徑最優(yōu)控制，應(yīng)用遺傳算法，分別設(shè)計(jì)了基于時(shí)間最優(yōu)、路徑最優(yōu)以及兩者加權(quán)最優(yōu)的適應(yīng)度函數(shù)。使用常見(jiàn)的比例控制器并對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行整定，實(shí)現(xiàn)了基于特定運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)最優(yōu)的到定點(diǎn)運(yùn)動(dòng)控制。結(jié)果表明遺傳算法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)最優(yōu)設(shè)計(jì)的有效性，可定量研究控制性能，其指標(biāo)具有明顯的物理意義。
　　 ②為設(shè)計(jì)出優(yōu)化的控制器，針對(duì)兩輪機(jī)器人控制對(duì)象的復(fù)雜性，用基于人體動(dòng)覺(jué)智能圖式的仿人控制理論進(jìn)行機(jī)器人到定點(diǎn)