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[智能机器人资料] 视觉伺服反馈的非完整机器人饱和控制研究

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发表于 2020-7-15 16:07:12 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 浙江省杭州市
视觉伺服反馈的非完整机器人饱和控制研究非常专业的书
1.1研究背景和意义
近几十年来,机器人已经从作为科幻电影的素材发展到成为在工业领域和日常生活中广泛应用的(由计算机集成控制的)机电装置。随着科学技术的进步和社会需求的增加,机器人技术得到了迅速的发展,其应用已逐渐拓展到人类社会的各个领域,对我们的生产生活产生了深远的影响各式各样的机器人不仅广泛应用于工业生产和制造部门,并且被应用到娱乐、服务、医疗等日常生活领域。此外,在深海探测、航空航天、军事作战等极具危险性的特殊领域中也获得了大量的应用。


移动机器人是一种在复杂环境下工作的,具有自行组织、自主运行、自主规划的智能机电装置,其中融合了传感器技术、信息处理、电子工程、计算机工程、自动化控制工程以及人工智能等多学科的研究成果,代表了机电一体化的最高成就,其研究是目前科学技术发展最活跃的领域之一。移动机器人最常见的移动机构包括轮式、履带式、腿足式等。与其他移动机构相比,轮式移动机器人具有机械结构简单,运动灵活度大,操作性能好,能量利用率高等优点,因此轮式移动机器人应用极为广泛,是最重要也是最常见的一类移动机器人美国国防部高级研究计划局( DARPA)曾投资6亿美元研究自主式地面车辆(ALV)。其中最引人注目的是 Carnegie-Mellon大学研制的采用多传感器信息处理和理解系统的 NAVLAB自主车,其系统包括声呐、激光测距、双彩色摄像机平台及目标识别摄像机等多种传感器。此外,还有地面轮式移动排爆机器人,例如,法国 Alsetex公司研制的 SAE MO800机器人,法国 DM Development公司研制的RM35型爆炸物处理机器人和加拿大 Pesco公司研制的MURV-100小型排爆机器人、RMI-10中型排爆机器人等。国内的移动机器人研究起步较晩,在“863计划”的支持下,也取得了不少研究成果,如清华大学于1994年通过鉴定的智能移动机器人,中科院沈阳自动化研究所的AGⅤ和防爆机器人,哈尔滨工业大学于1996年研制成功的导游机器人,香港城市大学智能设计、自动化及制造研究中心的自动导航车和服务机器人等。最近,由中南大学、国防科技大学和吉林大学合作完成的国家自然科学基金重点项目“未知环境中移动机器人导航控制的理论与方法硏究”(60234030)也取得了一批最新的研究成果2

在轮式移动机器人运动控制的理论硏究中,通常都假设车轮只发生纯滚动而不打滑(包括侧向和纵向都不滑动),即移动机器人的运动受到约束,这种理想约束本质上是一种非完整约束,这也使得轮式移动机器人成为非完整系统的典型实例,很多有关非完整系统控制的文献都以轮式移动机器人为研究对象

1.1非完整约束
非完整约束是指对受控系统运动速度或加速度的约束,该约束不能通过积分的方法表示成纯几何约束的形式,空间自由度没有减少。长期以来,非完整系统的反馈设计问题备受关注并且已成为非线性控制领域中的一个热门课题,这有3个方面的原因:一是从实际出发,客观世界中我们经常能看到非完整力学系统的原型,例如力学系统著名的冰刀问题,许多带有滚动轮子的系统(如轮式移动机器人、自行车、汽车、摩托车、飞机起落架,还有一些太空机器人系统等都能描述为非完整控制系统;二是非完整控制系统是一类典型的非线性系统,一阶近似或反馈线性化方法对这类系统不适用,所以需要特别的“非线性”分析综合方法才能处理;三是 Brockett曾从理论角度指出,非完整控制系统即便是完全能控,也不能由任何的时不变连续的纯状态反馈镇定。


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发表于 2021-8-1 08:13:42 | 显示全部楼层 来自 浙江省杭州市

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