基于模糊逻辑的温室机器人运动控制研究

发布时间：2023-03-27 05:31

　　农业温室机器人相对于传统农业机械能更好的适应生物技术的新发展,国内外都在进行农业温室机器人的研究。现有温室机器人的研究多是直接引用已有工业机器人的控制技术,忽略了农业生产环境复杂、劳动对象个体差异大等特点,实际上温室环境对温室机器人的要求远高于工业生产环境对机器人的要求。如何根据农田环境的特点和不确定性进行控制是开发温室机器人的首要问题。温室机器人控制技术的本质就是根据行进中存在的问题开发适应温室复杂环境的行进路线控制技术,它直接影响了农业机器人的作业效果,也是本文研究的重点。 本文以温室移动机器人为研究对象,详细了解温室机器人的基本概念和分类,国内外研究的发展概况,当前主要研究的问题与关键技术以及发展趋势与应用前景;通过分析移动机器人的轮系机构和腿系结构,选择了本文行走机构类型;并对温室机器人的运动模式进行了分析,建立了运动学方程;在对温室机器人建模及运动分析的基础上,研究温室移动机器人系统的运动控制方法,并进行了仿真,着重分析了温室机器人的避障规划,保证了移动机器人的安全。将模糊控制引入到温室机器人行进路线控制系统中,开发适应温室复杂环境的行进路线控制技术,软件仿真结果表明该控制方...

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
    1.3 发展的趋势
    1.4 本文的研究内容
2 温室机器人机械结构设计及运动力学分析
    2.1 温室机器人机械结构设计
        2.1.1 温室机器人车体设计
        2.1.2 行走机构设计
        2.1.3 行走机构分析
    2.2 温室机器人运动力学分析
        2.2.1 温室机器人运动设计
        2.2.2 温室机器人动力学分析
        2.2.3 三轮着地运动模式运动学分析
            2.2.3.1 坐标系建立
            2.2.3.2 运动学分析
            2.2.3.3 转向运动学分析
            2.2.3.4 轨迹计算模型
3 温室机器人运动控制
    3.1 用控制技术来实现温室机器人的运动控制
        3.1.1 模糊控制理论基础
        3.1.2 模糊控制器设计
            3.1.2.1 模糊化
            3.1.2.2 知识库
            3.1.2.3 模糊推理
            3.1.2.4 清晰化
            3.1.2.5 模糊控制器的算法流程
            3.1.2.6 实验仿真
    3.2 温室机器人避障
        3.2.1 避障路径的规划算法
            3.2.1.1 Bug 算法
            3.2.1.2 动态窗口法
        3.2.2 温室机器人避障行为的设计
        3.2.3 温室机器人转动方向的确定
    3.3 温室机器人循迹
4 温室机器人系统硬件设计
    4.1 单片机控制器的选取
    4.2 传感器系统设计
        4.2.1 避障传感器
        4.2.2 循迹传感器
5 温室机器人控制系统软件开发
    5.1 各功能模块的初始化函数
    5.2 控制程序主函数
    5.3 温室机器人避障处理子程序
    5.4 温室机器人循迹处理子程序
    5.5 串行通讯函数
6 温室机器人循迹避障试验
    6.1 测试试验
        6.1.1 水平地面行走试验
        6.1.2 水平地面仿真试验
        6.1.3 随机准平路面模型的建立及仿真
    6.2 研究取得的成果及创新之处
    6.3 工作展望与建议
参考文献
英语摘要
读研期间发表的论文



本文编号：3772491