輪式機器人路徑規(guī)劃及控制方法研究

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1、中圖分類號：ＴＰ２４２密級：公開篇讓ＵＤＣ：６２１學校代碼：：Ｌ００８２才聲ＨＥＢ巨ＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤ下巨ＣＨＮＯＬＯＧＹ碩±學位論文輪式機器人路徑規(guī)劃及控制方法研究論文作者：申燕凱指導教師：張?zhí)K英教授？申請學位類別：工學碩±學科、領(lǐng)域：控制科學與工程所在單位：電氣工程學院—答辯日期：２０１６年５月ClassifiedIndex：TP242SecrecyRate：PublicizedUDC：621UniversityCode：10082HebeiUni

2、versityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeResearchonPathPlanningandControlMethodsforWheeledMobileRobotCandidate：ShenYankaiSupervisor:Prof.ZhangSuyingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlScienceandEngineeringEmployer：SchoolofElectricEngineerin

3、gDateofOralExamination:May,2016河北科技大學學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工。作所取得的成果對本文的研充做出重要貢獻的個人和集體，均己在文中明滿方式標明。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。學位論文作者簽名；襄Ｗ指導教師簽名：巧句雜立。年ｉ月啡義）ｆ?zhèn)淠昱氯纾崳姾颖笨萍即髮W學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，

4、同意學校保留并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)河北科技大學可＾式將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可＾采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。｛□保，在。密＿年解密后適用本授權(quán)書本學位論文屬于／ｎ／不保密。＂＂（請在上方框內(nèi)打Ｖ）學位訟文作者簽名：指導教師簽名：年的勺曰屋年＾月＾曰摘要摘要移動機器人技術(shù)因其廣闊的應用前景和發(fā)展空間，已滲透到軍事工業(yè)、產(chǎn)品制造業(yè)、航空航天等領(lǐng)域，正引起國內(nèi)外各行各業(yè)的專家、學者的越來越多的關(guān)注。移動機器人研究的問題和

5、方面有很多，路徑規(guī)劃問題是其中一個最基本的課題，解決的是移動機器人在實際的環(huán)境中如何行走的問題。通過閱讀大量文獻資料，分析局部路徑規(guī)劃方法中存在的缺點和不足，并提出改進方案，最后利用仿真軟件驗證。為了解決傳統(tǒng)人工勢場法存在的局部極小值問題，提出了改進斥力函數(shù)的方法，將虛擬力添加到斥力函數(shù)中，同時結(jié)合機器人的行為來判斷局部極小情況，進而使機器人快速、及時的擺脫局部極小的困境。針對機器人環(huán)境的復雜多變，及模糊控制本身的控制精度不夠，局部振蕩的問題，提出了分層模糊控制結(jié)構(gòu)，即無障礙物情況下的模糊PID控制和有障礙物情況下的改進模糊控制。利用神經(jīng)網(wǎng)絡構(gòu)建模糊控制規(guī)則，針

6、對BP神經(jīng)網(wǎng)絡存在收斂速度慢的問題，提出修改學習算法，調(diào)節(jié)模糊論域的改進方法。最后，通過Matlab仿真軟件對所提出的改進方法進行驗證，仿真結(jié)果表明，當機器人陷入局部極小情況時，繞行力能夠使機器人擺脫困境達到目標點；通過調(diào)節(jié)論域和與PID相結(jié)合的改進方法，解決了模糊控制控制精度不夠的問題；改進后的T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡在實現(xiàn)路徑規(guī)劃的同時，提高了網(wǎng)絡的收斂速度?？傊ㄟ^改進前后仿真效果的對比分析，說明改進方法的合理性和有效性。關(guān)鍵詞移動機器人；路徑規(guī)劃；人工勢場法；模糊邏輯；神經(jīng)網(wǎng)絡IAbstractAbstractMobilerobottechnology,wh

7、ichhasalreadyinvolvedthemilitaryindustry,productmanufacturing,aerospaceandotheraspects,iscausingmoreandmoreexpertsandscholars’attentionfromallfields,becauseofitsbroadapplicationprospectsanddevelopmentspaceathomeandabroad.Theresearchonmobilerobotinvolvesmanyfieldsandareas,andtheproble

8、mofpathplann