一種全向移動(dòng)機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)

的實(shí)現(xiàn)__ 一種全向移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì)摘要:輪式機(jī)器人作為移動(dòng)機(jī)器人中的重要分支之一,由于其承載能力強(qiáng)、定位精度高、能源利用率高、控制簡單等優(yōu)點(diǎn)，長久以來一直受到國內(nèi)外研究人員的關(guān)注。移動(dòng)機(jī)器人的研宄涉及到控制理論、計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)等多門學(xué)科。因此,對輪式移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行研宄具有一定的意義。本文對四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)和轉(zhuǎn)向移動(dòng)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)以及控制程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析研宄。機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展對人類社會(huì)產(chǎn)的影響。首先,機(jī)器人被使用,它不僅能的工作,還可以更有危險(xiǎn)、有毒等場合,機(jī)器人也被用來器人被運(yùn)用在那些人類暫時(shí)無法到達(dá)陸地移動(dòng)機(jī)器人大致分為輪式移種。其中輪式移動(dòng)機(jī)器人以其承載能力強(qiáng)、驅(qū)動(dòng)和控制簡單、移動(dòng)方便、成果較多等良好的表現(xiàn)更受科研人員熱捧,許多科研人員紛紛加入其中作進(jìn)輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)形式工作，在平面內(nèi)可以在空間狹窄、有限、對機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性要求高的場合中[1]。單獨(dú)的麥克納姆輪無法實(shí)現(xiàn)全方采用4個(gè)麥克納姆輪的全方位移動(dòng)平全局坐標(biāo)系,相對地面靜止;是車輪i中心。在平面上，全方位移速度車輪繞輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度是，車輪中心的速度是，輥?zhàn)铀俣仁恰?1)整體速度可得(2)由式(1.1)和(1.2)可得(3)立方程組可得如下的關(guān)(4)由度減少!對于本系統(tǒng)的車輪配置構(gòu)心速度的映射關(guān)由式(4)可知，要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人任它們不僅可以控制要配備相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)放大器和編碼器。機(jī)器人采用控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的運(yùn)慮機(jī)器表格是輸入端與電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系圖，是對電機(jī)轉(zhuǎn)向的控制。表電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)對于電機(jī)轉(zhuǎn)速大小的控制，使用()進(jìn)情況下絕對值編碼器的測量范圍為情況下絕對值編碼器的測量范圍為控制的一測多領(lǐng)速的精度指標(biāo)分辨率定義：改變一個(gè)計(jì)數(shù)值所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速變化量，用符號(hào)表示。數(shù)值增量為，則該測速方法的分辨()分辨率越小，說明測速裝置對轉(zhuǎn)速變化的檢測越敏感，從而測速的精度測速誤差率：轉(zhuǎn)速實(shí)際值和測量值之比，記作置，光電式旋轉(zhuǎn)編碼器通過光電旋轉(zhuǎn)，可將輸出軸的角位移、角速度等機(jī)械量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖以數(shù)字量輸出()。它是分為絕對式和增量式。單路輸出是指旋轉(zhuǎn)編碼器的輸組相位相差度的沖，通過這兩組脈沖不僅可以測量()()測速誤差反映了測速方法的準(zhǔn)確性，越小，精度越高。測速誤差率的大小決定了測速元件的制造精度，并于輸出共產(chǎn)生Z個(gè)脈沖(Z=脈沖系數(shù)*編碼沖數(shù)量的增減，需要借助后部的判向任意設(shè)定，并可實(shí)現(xiàn)多圈的無限累加和測量。還可以把每轉(zhuǎn)發(fā)出一個(gè)脈沖沖以固定，而需要提高分辨率時(shí)，可編圖增量式旋轉(zhuǎn)編碼器示意圖絕對值編碼器軸旋轉(zhuǎn)器時(shí)，有與一一對應(yīng)的代碼(二進(jìn)制，碼等)輸出，從代碼大小的變更即可判別正反方向和位移所處的位置，而無有一個(gè)絕對零位代()()在上式中，和均為常數(shù)，因此轉(zhuǎn)數(shù)。高速時(shí)大，量化誤差較小，隨著轉(zhuǎn)速的降低誤差法是測量兩個(gè)(也可以是多個(gè))脈沖之間的時(shí)間換算成周期，從而得到頻率，計(jì)算速度。因存在半個(gè)時(shí)間的誤差。速度較高時(shí)，測得的周期較小，誤差所占的比例變大，所以法宜測量低速。如要增加速度測量上限，可以減小編碼器的脈沖數(shù)，或使用更小更精確的計(jì)時(shí)單位，使一次測該時(shí)間間隔通過檢測一個(gè)高頻時(shí)鐘的脈沖個(gè)數(shù)來計(jì)量。計(jì)算公式()(1)(11)(12)低速時(shí)，編碼器相鄰脈沖時(shí)間間隔時(shí)誤差率小，測量精度高，故3軟件實(shí)現(xiàn)式結(jié)構(gòu).,比較典型的是文獻(xiàn)所應(yīng)用的比例積分控制和專家控制由于研究平臺(tái)是基于對實(shí)時(shí)性要求很高的足球機(jī)器人,因此采用專家控制設(shè)Δe(k)=e(k)e(k1)(13)根據(jù)誤差及其變化,設(shè)計(jì)專家控制器分下面五種情況很大控制器應(yīng)輸出最大值2)當(dāng)e(k)Δe(k)時(shí),如果要實(shí)施較強(qiáng)的控制作用,輸出為(k)=u(k1)+k1{kp[e(k)e(k1)]+kIe(k)kd[e(k)2e(k1)+e(k2)(14)但絕對值不大,控制應(yīng)實(shí)施一般的控制作用,輸出為(k)=u(k1)+kp[e(k)e(k1)]+kIe(k)kd[e(k)2e(k1)+e(k2)(15)e(k)Δe(k)Δ,e(k)Δe(k1)時(shí),系統(tǒng)(k)=u(k)+k1kpem(k)(16)(k)=u(k)+k2kpem(k)(12)差式(~)kk例、積分、微kk為k2抑制數(shù),0<k2、M為設(shè)定的偏差機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),在場上的表現(xiàn)直球機(jī)器人系統(tǒng)機(jī)器人小車的性能優(yōu)劣對整個(gè)系統(tǒng)起著舉足輕重的作用本文基于合理的理論器人的運(yùn)動(dòng)模型,介紹了基于控制器的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)。這種機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)方法對全方位移動(dòng)機(jī)器人有一定的普適性為了滿足平臺(tái)對實(shí)時(shí)性的計(jì)算和理論假設(shè),沒有考慮車輪打滑和地面不平導(dǎo)致的抖動(dòng)情況,這還需要今后繼續(xù)研究術(shù)及其在船用輪式設(shè)備中的應(yīng)用[]船舶工程，2011(3)丁茹，鄭桐，趙麗基于術(shù)的全方位移動(dòng)機(jī)器人本體設(shè)計(jì)[]機(jī)床與液壓,2008(7)石維亮，王興松，賈茜基于,輪的2007(7)222計(jì)機(jī)床與液壓,2007,(07)的位置反饋控制哈爾濱電工學(xué)院學(xué)報(bào),1994,(02)----------THEE