模块化移动机器人控制系统及运动算法的研究

• 作 者: 黄超
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 移动机器人 电机控制 定位算法 运动控制

随着计算机、网络、机械电子、信息、自动化以及人工智能等技术的飞速发展,移动机器人的研究进入了一个崭新的阶段。移动机器人移动单元的控制系统一直都是研究的热点。本文以两轮驱动移动机器人移动单元为基础,设计了该移动机器人移动单元的控制系统。移动机器人的控制系统是实现移动机器人的基础,目前移动机器人的移动单元是通过使用电机驱动控制器加上控制系统的方式进行运动的,这种方式简单易行,但是它将移动机器人的控制系统分散开了,占用大量的空间资源和控制资源,限制了控制系统进一步升级。因此本文提出使用一个控制系统将这些部分整合,且在此基础之上可以实现多种算法的控制系统,以避免使用多个移动机器人的控制资源来进行移动单元的运动控制。移动机器人移动单元的控制系统是研究的一个重点。本文结合电机驱动控制的外设模块、控制和移动机器人的基本的运动控制算法,将这些控制整合到一个系统中。通过使用控制芯片的外设模块,使电机的控制简单方便,运用控制芯片高速的计算功能可以方便地实现电机的运动控制。在此基础上,使用传统的移动机器人控制模式,使机器人能进行基本的运动。除此之外,引入了两轮驱动移动机器人的约束模型,设计了点镇定问题和轨迹规划问题的运动控制率,从理论上运用李雅普洛夫定理证明了该运动控制的稳定性。最后通过仿真实验验证了该运动控制算法的有效性。