基于Petri网的移动机器人控制系统设计

发布时间：2023-03-11 14:34

　　伴随着机器人行业的快速发展,移动机器人的作业场景变的愈加复杂,要完成的任务目标更加多样。面对多变的外界要求,保证控制系统可靠的工作,及时的响应外部变化和缩短机器人的开发周期成为机器人开发设计中需要面对的重要问题。鉴于以上的机器人设计时所遇到的开发周期长、易有潜在逻辑错误等问题,本文提出了一种基于Petri网的移动机器人控制系统设计方法:首先,根据移动机器人具有的功能和软硬件资源,细化控制系统的任务单元,将他们定义为Petri网子类,称为任务积木(Task build block,TBB),每个TBB拥有统一的内部结构,并映射到执行其任务单元的子程序;其次,根据TBB的2个输入和3个输出接口,我们定义了TBB之间的6中执行逻辑关系,据此给出了TBB之间的全局变迁的设计方法;然后,根据机器人任务要求,选择相应的TBB,设计全局变迁,将TBB们连接起来,获得可执行Petri网(Execute Petri net,EPN);再次,我们设计了EPN的解析执行算法,它负责实时解析更新EPN的状态,并根据当前的状态,选择调用对应TBB的子程序,从而保证机器人按照EPN描述的逻辑稳定执行;最后,我们开...

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【学位级别】：硕士

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摘要
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第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 移动机器人控制系统概述
        1.2.2 移动机器人的国外研究现状
        1.2.3 移动机器人的国内研究现状
    1.3 本文研究内容和结构安排
第2章 Petri网及相关理论基础
    2.1 引言
    2.2 双目视觉测距原理
    2.3 目标识别原理
    2.4 Petri网理论
        2.4.1 Petri网的基本概念
        2.4.2 Petri网的基本性质
    2.5 本章小结
第3章 移动机器人系统及上位机设计
    3.1 引言
    3.2 移动机器人车体设计
        3.2.1 移动机器人车体建模
        3.2.2 移动机器人动力系统分析
    3.3 移动机器人硬件系统
    3.4 上位机的设计
    3.5 本章小结
第4章 基于Petri网的控制系统设计
    4.1 引言
    4.2 任务积木(TBB,Taskbuildingblock)
    4.3 可执行Petri网(EPN,ExecutePetrinet)
    4.4 机器人控制系统框架
    4.5 本章小结
第5章 实验测试结果和分析
    5.1 引言
    5.2 简单示例的仿真测试
        5.2.1 循迹任务TBB库的建立
        5.2.3 Petri网模型的模型分析
    5.3 移动机器人系统实验
    5.4 本章小结
第6章 总结和展望
    6.1 本文总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果



本文编号：3759698