差动驱动移动机器人的运动控制技术研究.doc

摘要：移动机器人随着信息时代的到来，不仅展示了它们的能力和魅力，同时也表示了与人类的友好合作，正向着人工智能化、仿人化不断前进。国内对移动机器人的研究虽然较晚，但在863计划的支持下，在工业机器人、服务机器人、特种机器人和智能机器人等多方面取得了显著成绩。移动机器人在军事侦察、扫雷排险、防核化污染等危险与恶劣环境中以及工业自动化生产的物料搬运上应用很广，而这些应用的实质大部分都属于路径跟踪控制问题。

首先，本文对移动机器人的历史和发展做了综述，同时介绍了主要研究内容和研究意义。

然后，本文研究了机器人的位姿和运动控制算法。移动机器人的位姿可以通过速度和角速度来控制，所以整合参数分配器在线分配移动机器人左右驱动电机的控制电压和常规PID算法上的优点，做一种基于参数分配器的常规PID运动控制器对移动机器人控制周期内的速度和角速度进行双闭环控制，用C语言编写程序，并进行其仿真验证。

最后，在完成硬件设计和控制算法研究的基础上，设计一种移动机器人运动控制的最优PID算法。比较差动驱动和单模驱动，并在移动机器人运动测过程中，测试出最优路径的PID算法。实验结果表明，设计的差动驱动移动机器人控制系统满足设计要求。差动驱动PID控制的移动机器人的速度和角速度都得到较大幅度改善。

关键词：差动驱动移动机器人，控制系统，PID算法，运动控制

目录

摘要

ABSTRACT

引言-1

1 绪论-2

1.1移动机器人现今发展状况-2

1.2移动机器人的种类-3

1.2.1轮式移动机器人机构-5

1.2.2移动机器人的研究内容和关键技术-5

1.3移动机器人驱动方式-6

1.4课题的主要研究内容-6

2 差动驱动方案设计-8

2.1移动机器人构建-8

2.2 差动驱动运动学模型-8

2.3 差动驱动机械结构-10

2.4 本章小结-11

3 PID算法-13

3.1 PID算法简介-13

3.2 PID运动控制-16

3.3本章小结-17

4 差动驱动机器人运动控制-18

4.1 差动驱动机器人的组建-18

4.2 移动机器人的路径规划-18

4.3 差动驱动移动机器人的优点-20

4.4 传感器的选择-20

4.5 定位控制运动仿真-21

4.6 算法性能评估-25

5总结讨论及展望-27

5.1 总结-27

5.2 展望-27

致谢-28

参考文献-29