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对于路径移动机器人路径规划和路径跟踪

收藏本文 2024-02-25 点赞:19346 浏览:84260 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:移动机器人是一种具有高度自规划、自组织、自适应能力,适合于在复杂的非结构化环境中工作的机器人系统。在移动机器人的相关技术探讨中,导航与定位技术已成为移动机器人领域的探讨前沿及热点,本论文主要以路径规划与路径跟踪两个方面对此展开探讨。本论文的探讨获得华南理工大学高校基本科研业务费项目及横向项目“面向教学和娱乐的迎宾怎么写作机器人研发”的资助。本论文对人工免疫系统的论述展开探讨,阐述了人工免疫系统的主要探讨内容,重点浅析了免疫系统免疫记忆、免疫网络、免疫反馈及克隆选择等免疫机理,并在上面陈述的机理论述基础上,提出了一般免疫算法的设计策略及设计流程。探讨了基于免疫算法的移动机器人路径规划策略,在比较目前采取的路径规划策略基础上,提出了一种混合了否定选择、接种疫苗及克隆选择三种算法思想的免疫算法。克隆选择保持了群体多样性,防止局部收敛,接种疫苗提升了抗体亲合度,加速收敛速度。利用MATLAB进行仿真试验,仿真结果表明,与遗传算法相比,本论文设计的免疫算法具有更强的搜索能力及更快的收敛速度。探讨了基于PID制约器参数整定的移动机器人路径跟踪系统,建立了机器人的运动学模型,并设计了移动机器人的三闭环运动制约系统,提出了一种基于免疫遗传算法的PID制约器参数整定策略。利用MATLAB建立了跟踪制约系统的模型进行仿真试验,仿真结果表明,基于免疫遗传算法整定的PID参数的制约系统具有很好的阶跃响应特性。设计研制了移动机器人的实验平台,利用MATLAB与C#联合编程开发了机器人导航制约软件,构建实验场景完成了移动机器人的导航实验。实验结果表明,移动机器人导航系统能规划出一条最优路径,并实现路径的准确跟踪。本论文的探讨成果可用于移动机器人在已知复杂环境下的路径规划与路径跟踪,实现机器人的室内导航。相关的成果已集成到项目组开发的迎宾怎么写作机器人的制约系统中。关键词:移动机器人论文路径规划论文路径跟踪论文人工免疫系统论文免疫算法论文

    摘要5-6

    Abstract6-8

    目录8-11

    第一章 绪论11-16

    1.1 课题探讨的背景与作用11-12

    1.2 国内外相关领域的探讨近况与进展走势12-14

    1.2.1 国外移动机器人的探讨近况12-13

    1.2.2 国内移动机器人的探讨近况13-14

    1.2.3 移动机器人的进展走势14

    1.3 论文的主要内容及结构安排14-16

    第二章 人工免疫系统介绍16-27

    2.1 引言16

    2.2 生物免疫系统的防御机制16-17

    2.3 免疫系统的基本机理17-20

    2.4 人工免疫系统的主要探讨内容20-21

    2.5 一般免疫算法描述21-26

    2.5.1 一般免疫算法的设计思路21-23

    2.5.2 一般免疫算法的设计流程23-26

    2.6 本章小结26-27

    第三章 基于免疫算法的移动机器人的路径规划探讨27-50

    3.1 引言27

    3.2 移动机器人路径规划的探讨27-33

    3.2.1 路径规划的基本不足27-28

    3.2.2 移动机器人路径规划的分类28

    3.2.3 路径规划技术探讨28-33

    3.3 基于免疫算法的路径规划探讨33-46

    3.3.1 基本免疫算法介绍33-35

    3.3.2 环境建模35-38

    3.3.3 基于免疫算法的路径搜索38-45

    3.3.4 基于免疫算法的移动机器人全局路径规划算法流程45-46

    3.4 仿真46-49

    3.5 本章小结49-50

    第四章 移动机器人的路径跟踪探讨50-78

    4.1 引言50

    4.2 移动机器人建模50-55

    4.2.1 移动机器人的结构模型50-51

    4.2.2 驱动轮的运动学约束51-53

    4.2.3 运动学模型53-55

    4.3 基于 PID 整定的路径跟踪制约系统设计55-64

    4.3.1 路径跟踪制约系统的结构55-57

    4.3.2 电机模型57-59

    4.3.3 直流伺服电机驱动制约系统设计59-64

    4.4 基于免疫遗传算法的 PID 制约器参数整定64-71

    4.4.1 数字 PID 制约器64-65

    4.4.2 免疫遗传算法65-66

    4.4.3 基于免疫遗传算法的 PID 制约器参数整定66-71

    4.5 仿真71-77

    4.5.1 速度环 PID 制约器参数整定71-73

    4.5.2 位置环 PID 制约器参数整定73-75

    4.5.3 位置环与速度环 PID 制约器参数同时整定75-77

    4.6 本章小结77-78

    第五章 实验78-91

    5.1 引言78

    5.2 移动机器人实验平台78-82

    5.2.1 机械本体78-80

    5.2.2 制约系统80-82

    5.3 驱动系统调试82-84

    5.3.1 驱动系统调试平台介绍82-83

    5.3.2 调试结果及浅析83-84

    5.4 导航实验场景布置84-85

    5.5 导航实验结果与浅析85-90

    5.6 本章小结90-91

    结论91-93

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