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本文针对移动机器人的系统设计开展研究。
第一,本文设计了一种采用轮、臂、履带复合式机构的移动机器人,和单一结构的机器人相比,该机器人具有更好的运动性能及越障能力。
第二,本文针对机器人不同运动状态,进行了系统的运动学、动力学分析,给出了机器人的运动学、动力学方程,为系统控制的研究提供了理论依据;同时,从理论上求解了机器人所能适应的各种环境参数。
第三,本文综合了行为式控制结构及功能式控制结构,提出了一种混合式的体系结构,既克服了功能式体系结构在不确定和未知环境中的建模困难、实时性和适应性差等缺点;同时实现对已有环境信息进行有效表示和利用,完成单一结构无法实现的复杂导航任务。
第四,针对机器人工作环境复杂,体积小等特点,本文对机器人的硬件控制平台进行了研究。控制系统采用多处理器的分级控制方式,即采用PC104-DSP处理器平台,在此平台上完成机器人的感知、通信及驱动等功能。
第五,本文提出一种基于贝叶斯估计的集中信息融合模式,对传感器获取的信息进行融合处理,继而建立环境模型。
第六,本文提出一种基于CMAC神经网络与PID的并行控制器的设计方法,利用传统PID实现反馈控制,保证系统的稳定性,且抑制扰动,该算法直接应用于控制直流电机调速系统。
论文的最后对所做工作进行了总结,同时提出了对未来研究的展望。