無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下移動機(jī)器人控制算法的研究.pdf

1、移動機(jī)器人的研究對于提高工業(yè)生產(chǎn)的能力、服務(wù)業(yè)的服務(wù)質(zhì)量、救援與現(xiàn)場排爆的速度有著重要的意義。相對于傳統(tǒng)的點對點的移動機(jī)器人控制方式，無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下移動機(jī)器人控制作為一種分布式的控制系統(tǒng)的重要應(yīng)用，因其具有減少布線、易于維護(hù)與擴(kuò)展、適合遠(yuǎn)程控制、資源共享等特點，備受人們關(guān)注。但是由于無線網(wǎng)絡(luò)的引入，勢必會引入網(wǎng)絡(luò)時延。網(wǎng)絡(luò)時延的存在不僅影響信息的實時傳輸更會影響整個無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的性能，嚴(yán)重時甚至引起系統(tǒng)不穩(wěn)定。過去的移動機(jī)器人控制算

2、法大多是基于控制信息傳輸無時延的假設(shè)，因此很難直接適用于無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動機(jī)器人控制。本文的無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下移動機(jī)器人控制算法研究具有重要意義，本文在以下方面進(jìn)行了研究和探索：
　　1.本文首先對無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與特點進(jìn)行了分析，探究了節(jié)點驅(qū)動方式對無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的影響，并根據(jù)探究結(jié)果選擇適合本文的接點驅(qū)動方式。分析了無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的時延產(chǎn)生過程與其對系統(tǒng)的影響，并且針對給定系統(tǒng)，利用MATLAB仿真驗證了時延對控制系

3、統(tǒng)性能的影響。
　　2.針對目前常用的機(jī)器人建立了一種適合兩輪移動機(jī)器人、履帶式機(jī)器人、四輪驅(qū)動差速轉(zhuǎn)向機(jī)器人通用的動力學(xué)模型，針對此模型設(shè)計了適應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的離散反演控制器。利用MATLAB/Simulink對設(shè)計離散的反演控制算法進(jìn)行仿真驗證，仿真結(jié)果表明本文設(shè)計的離散反演控制器具有良好的控制效果。
　　3.利用TrueTime網(wǎng)絡(luò)化仿真平臺搭建無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的移動機(jī)器人控制系統(tǒng)，對其進(jìn)行仿真，調(diào)整時延參數(shù)，并對比無時延

4、時和有時延時的仿真結(jié)果，進(jìn)而總結(jié)出時延對無線網(wǎng)絡(luò)移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的影響。利用模型預(yù)測控制設(shè)計控制序列預(yù)測補償器，將其應(yīng)用于無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下移動機(jī)器人控制系統(tǒng)，以減小時延對無線網(wǎng)絡(luò)移動機(jī)器人控制系統(tǒng)的影響。并對加入了控制序列預(yù)測補償器的無線網(wǎng)絡(luò)移動機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真，通過仿真結(jié)果驗證，本文設(shè)計的控制策略具有良好的控制效果。
　　4.為了進(jìn)一步深入研究移動機(jī)器人控制系統(tǒng)，以及無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，本文通過硬件選型與相應(yīng)信號處理電路的設(shè)