导读:本文包含了球形移动机器人论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:球形机器人,直线运动,分层滑模控制,干扰观测器
球形移动机器人论文文献综述
于涛,王益博,孙汉旭,赵伟[1]（2019）在《基于干扰观测器的球形移动机器人直线运动控制》一文中研究指出针对受扰球形移动机器人的直线运动控制问题,提出一种基于滑模干扰观测器和双幂次趋近律的分层滑模控制方法。该控制方法利用滑模干扰观测器对未知扰动进行在线估计,并且采用基于滑模干扰观测器的分层滑模控制器实现被控机器人系统的连续鲁棒控制。首先设计被控系统的第一层和第二层滑动变量,然后基于第一层滑动变量定义系统的辅助滑动变量。基于所定义的辅助滑动变量设计滑模干扰观测器,然后基于所设计的滑模干扰观测器和第二层滑动变量,采用改进的双幂次趋近律设计分层滑模控制器。从理论上分析所设计的分层滑模控制器作用下闭环系统的稳定性,并通过仿真实验验证所提控制方法的有效性。(本文来源于《中国测试》期刊2019年09期）
王江华,张莉,曾建学[2]（2019）在《球形全向移动自平衡机器人的建模与控制》一文中研究指出球形全向移动自平衡机器人模型源于倒立摆,是一个典型的多变量、非线性、高阶次、强耦合和静态不稳定系统。对传统飞控系统进行改进,提出一套适用于球形全向移动自平衡机器人的串级PID控制设计方法,完成机器人的定点直立与全向移动等控制任务。通过对机器人的IASMP模型分析,确定机器人内部电机控制参数,使用SimMechanics工具箱建立机器人的动力学模型,并在Simulink中设计控制器的仿真模型,对控制算法进行仿真验证。依据仿真模型设计控制器,并在Ballbot机器人上进行实物验证,结果表明,机器人定点直立过程中各方向欧拉角变化均控制在3°以内,机器人全向移动过程实际航向偏差在2°以内,并能自主完成圆周运动。仿真和实物验证结果证明了机器人的直立控制与运动控制的合理性与有效性,并表现出较强的鲁棒性。(本文来源于《实验室研究与探索》期刊2019年09期）
战强,李伟[3]（2019）在《球形移动机器人的研究进展与发展趋势》一文中研究指出球形移动机器人(简称球形机器人)是一种拥有球形外壳的全封闭机器人,它通过质心偏移或者动量守恒等原理来实现运动。该类机器人具有良好的密封性,平衡性强且运动灵活性高,不存在侧翻问题,因此球形机器人在星球探索、危险环境探测等领域具有较大优势和广泛应用前景。然而球形机器人具有非完整约束、欠驱动、非链式等特点,导致其运动控制问题非常复杂且常规控制方法无法应用到它的运动控制上,阻碍了球形机器人的应用和发展。对国内外在球形机器人的机构设计、运动学和动力学建模方法以及控制方法等方面的研究进展进行回顾、综述与分析,其中也包括作者所在实验室对BHQ系列球形机器人研究工作的全面回顾;按照驱动方式对球形机器人进行归纳分类,并从运动学建模、动力学建模、开环控制和闭环控制四个方面介绍球形机器人研究的关键技术和发展趋势;最后针对球形机器人的研究进展和发展趋势给出五点结论。(本文来源于《机械工程学报》期刊2019年09期）
郑一力,孙汉旭,刘晋浩[4]（2012）在《球形移动机器人基于神经网络的反馈线性化运动控制研究与实验》一文中研究指出实现了一种对球形移动机器人的滚动速度进行控制的方法.球形移动机器人的控制输入和状态输出间存在难以精确数学描述的非线性关系,本文采用径向基函数神经网络,以在线训练的方式建立了球形机器人输入与输出的非线性映射;然后采用反馈线性化方法,设计了球形机器人的速度控制器,该控制器由反馈线性化控制器和减小神经网络逼近误差的补偿控制器构成;给出了该控制器的实现步骤.多次实验结果表明,该方法可以实现球形移动机器人稳定的速度控制.(本文来源于《机器人》期刊2012年04期）
张鹏[5]（2012）在《双摆幅全向运动球形移动机器人研究》一文中研究指出伴随着人类对探索未知领域的不断拓展以及过程的持续加深,在某些恶劣环境中,我们周围通常见到的轮式、履带式和足式机器人很难发挥作用。具备球形外壳且运动灵活的球形机器人可以在某些无需人工干预的恶劣环境(如外星球、野外等)下发挥其作用。球形机器人作为一种新颖的机器人,应用范围逐渐扩大,例如工业、民用、国防和空间探测等领域。本文总结当前球形机器人研究现状,研究了一种新型球形机器人——双摆幅全向运动球形移动机器人的研究课题。本论文主要研究工作如下：首先,在分析球形机器人和传统的轮式、履带式和足式机器人优缺点的基础上,阐述了本课题的来源和研究意义,并对国内外球形机器人的现状及运动学和动力学研究概况进行分析,概括说明了本文所要研究的主要内容。其次,通过对双摆幅全向运动球形移动机器人原理的分析,确定了设计目标,综合两种常见的内驱动形式,确定了双摆幅全向运动球形移动机器人的设计方案、实施方案和初步控制方案。再此基础上分析了机器人运动原理,并通过Inventor对机器人进行了总体的设计工作。再次,对双摆幅全向运动球形移动机器人运动学和动力学分析。分析其运动特性,然后,建立了机器人的运动模型及动力学模型,并讨论了非完整系统动力学建模的主要方法。应用MATLAB/Simulink分析机器人的动力学方程,用ADAMS/View联合仿真,验证方程是正确的。虚拟样机分析,在介绍机器人仿真原理的基础上,在ADAMS/View中分别建模,进行动力学运动仿真,从仿真结果看出对它的直线、转弯、爬坡等运动的原理分析是正确的。最后,分析了机器人运动的轨迹规划。在阐述规划概念及作用、问题分解途径及方法的基础上,分别研究了几种路径规划控制算法。(本文来源于《北京交通大学》期刊2012-06-01）
罗自荣,尚建忠,丛楠,潘中银[6]（2009）在《可抛掷多运动态球形机器人移动机构》一文中研究指出结合球形机器人防护性好,两轮机器人能自平衡易控制,弹跳机器人越障能力强的优点,构建了一个具有球形、两轮和跳跃3种基本运动形态的可投掷机器人。球态时机器人两个半球闭合,便于母车抛掷和携带,在平地可全方位运动;遇到沙地、坡地等复杂地形环境,展开为两轮机器人,弹跳机构展开作为第3支点,增强越障爬坡能力;当遇到障碍或陷于困境时可跳跃行进。文中对其结构和原理进行了介绍,并进行机械结构设计和样机研制。场地试验表明,该机器人具有投放方便和运动灵活的特点,验证了设计方案的可行性。(本文来源于《机械设计》期刊2009年09期）
刘大亮[7]（2009）在《一种球形移动机器人的运动分析与控制技术的研究》一文中研究指出球形移动机器人具有运动灵活的优点,且在运动中不存在翻仰问题。因此在工业、民用、国防以及空间探索等领域具有广泛的应用前景。但是球形移动机器人与地面之间具有近似点接触的特点,导致运动分析与控制技术成为球形移动机器人研究的关键问题,并且一直没有得到有效地解决,阻碍了球形移动机器人的进一步研究和应用。因此,本论文深入地研究了一种球形移动机器人的运动分析与控制技术问题。主要的研究工作如下:首先,基于欧拉——拉格朗日方法建立球形移动机器人的动力学模型,利用坐标变换和输入控制变换对模型进行降阶和标准型处理,并设计双回路线性运动控制策略;提出球形移动机器人的动态平衡问题,分别建立球壳质量分布均匀和非均匀条件下的平面动力学模型,利用部分线性化方法将模型分别变换为非“叁角”正则形式的和“叁角”正则形式的级联非线性模型,并设计指数稳定的动态平衡控制策略;分别对提出的运动控制和平衡控制策略进行稳定性分析、仿真和实验研究。其次,将球形移动机器人分别简化为“球壳——重摆”模型和“球壳——框架”模型,建立两者的动力学微分方程,并通过求解微分方程的近似解研究驱动机构在两个驱动轴方向上的运动特性;从鲁棒控制的角度,将驱动机构对球壳的耦合作用假设为系统的不确定项后,建立了球形移动机器人的不确定性动力学模型;应用滑模变结构技术设计鲁棒运动控制策略,并进行控制策略的稳定性分析、仿真和实验研究。再次,利用微分几何的方法研究球形移动机器人运动学模型的可控性,利用坐标变换对模型进行标准型处理,并设计指数稳定的非线性姿态控制策略;基于球形移动机器人的运动学模型和鲁棒运动控制策略提出基于曲率的路径跟踪策略;分别对提出的姿态控制和路径跟踪控制策略进行稳定性分析、仿真和实验研究。在理论研究成果的基础上,研制球形移动机器人的嵌入式控制系统,分析系统的可能性故障,并针对故障提出球形移动机器人的冗余容错策略;研制高可靠性的冗余双备份伺服控制系统,并进行实验研究。最后,研究基于多传感器(惯性测量装置、光电编码器、激光测距仪以及视觉传感器)融合技术的球形移动机器人自主运动控制策略;分别建立里程计模型和激光测距仪模型,从不确定性信息描述的角度分析模型的误差;对提出的自主运动控制策略进行实验研究。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2009-03-26）
张荣登[8]（2009）在《一种球形移动机器人导航系统设计与研究》一文中研究指出球形移动机器人是近十年发展起来的一种移动机器人,它的球形外壳将其所有的机械部件,控制系统及能源装置包裹起来。它具有简单、紧凑、密封和灵活的特点及快速运动的能力,能够全方位滚动及零半径拐弯。因此球形移动机器人在军事、民用和工业领域均有广泛的应用前景。此项研究已成为智能机器人研究的一个热点。但是,十多年来球形移动机器人的研究仍然处于探索阶段,离实际应用相差甚远,其中主要原因之一是导航问题尚未得到很好的解决。球形移动机器人的精确控制和智能化需要安装大量的传感器,全封闭与全方位运动是球形移动机器人的运动性能上的优点,但是另一方面这两个特点使得传感器的安装与信息获取变得困难,基于组合导航的自主运动不易实现。为此本文致力于这方面的研究。本文首先根据球形移动机器人的结构、运动特性进行了传感器需求分析,论述了球形移动机器人导航传感系统的设计与实现过程。然后介绍了球形移动机器人导航运动控制系统的硬件结构和控制系统的各组成部分。研究了光照条件变化对球形移动机器人视觉导航影响,在此基础上,分析图像分割、轮廓提取技术,完成了基于颜色及轮廓的目标物体识别。设计开发了基于VC++与大恒图像开发包的球形移动机器人视觉导航系统。研究了球形移动机器人的导航定位技术。通过球形移动机器人自主运动实验验证了该导航系统的有效性。文章的最后对本文的工作进行了总结与展望。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2009-02-15）
张荣登,孙汉旭,贾庆轩,刘大亮,郑一力[9]（2008）在《一种球形移动机器人传感系统设计》一文中研究指出文章为了解决球形机器人自主控制的问题,根据球形机器人结构和运动的特殊性,设计了一种球形机器人的传感系统。建立了无滑动条件下球形机器人运动模型,根据运动模型由惯性测量系统和光电码盘数据组合得到机器人位姿。利用激光测距传感器获取周围障碍物信息。通过全局CCD视觉传感器跟踪识别目标物体,使用手眼CCD视觉传感器和超声传感器定位目标物体并协调机械臂实现对操作目标准确快速的抓取、放置。(本文来源于《制造业自动化》期刊2008年12期）
刘增波,战强,蔡尧[10]（2008）在《一种环境探测球形移动机器人的运动控制》一文中研究指出球形移动机器人具有结构紧凑、运动灵活等特点,在环境探测等应用领域具有独特优势。介绍了一种新型的、带有双摄像头的环境探测球形移动机器人BHQ-2的结构与运动原理,并对其运动控制问题进行了研究。由于该球形机器人属于非完整约束系统,其不存在位置级的运动学逆解,因此从速度级上讨论了它的运动控制问题。基于旋量理论推导了该球形移动机器人的速度雅可比矩阵,采用广义逆的解法求得了它的速度逆解,并采用可控性李代数证明了BHQ-2球形移动机器人系统是满秩的,因此该机器人系统是完全非完整的并且是可控的。基于运动学速度逆解对BHQ-2球形移动机器人进行了直线和圆形运动轨迹的仿真和实验,仿真和实验结果验证了该球形机器人的可控性及速度逆解的正确性。(本文来源于《航空学报》期刊2008年06期）
球形移动机器人论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
球形全向移动自平衡机器人模型源于倒立摆,是一个典型的多变量、非线性、高阶次、强耦合和静态不稳定系统。对传统飞控系统进行改进,提出一套适用于球形全向移动自平衡机器人的串级PID控制设计方法,完成机器人的定点直立与全向移动等控制任务。通过对机器人的IASMP模型分析,确定机器人内部电机控制参数,使用SimMechanics工具箱建立机器人的动力学模型,并在Simulink中设计控制器的仿真模型,对控制算法进行仿真验证。依据仿真模型设计控制器,并在Ballbot机器人上进行实物验证,结果表明,机器人定点直立过程中各方向欧拉角变化均控制在3°以内,机器人全向移动过程实际航向偏差在2°以内,并能自主完成圆周运动。仿真和实物验证结果证明了机器人的直立控制与运动控制的合理性与有效性,并表现出较强的鲁棒性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
球形移动机器人论文参考文献
[1].于涛,王益博,孙汉旭,赵伟.基于干扰观测器的球形移动机器人直线运动控制[J].中国测试.2019
[2].王江华,张莉,曾建学.球形全向移动自平衡机器人的建模与控制[J].实验室研究与探索.2019
[3].战强,李伟.球形移动机器人的研究进展与发展趋势[J].机械工程学报.2019
[4].郑一力,孙汉旭,刘晋浩.球形移动机器人基于神经网络的反馈线性化运动控制研究与实验[J].机器人.2012
[5].张鹏.双摆幅全向运动球形移动机器人研究[D].北京交通大学.2012
[6].罗自荣,尚建忠,丛楠,潘中银.可抛掷多运动态球形机器人移动机构[J].机械设计.2009
[7].刘大亮.一种球形移动机器人的运动分析与控制技术的研究[D].北京邮电大学.2009
[8].张荣登.一种球形移动机器人导航系统设计与研究[D].北京邮电大学.2009
[9].张荣登,孙汉旭,贾庆轩,刘大亮,郑一力.一种球形移动机器人传感系统设计[J].制造业自动化.2008
[10].刘增波,战强,蔡尧.一种环境探测球形移动机器人的运动控制[J].航空学报.2008