最基本的冲突规范是什么

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1、计算机辅助设计报告三轮全向移动机器人运动控制仿真201103009004余杨广201103009019沈阳201103009031陈斌人员分工：余杨广：总体负责，系统理解及控制器设计，PPT制作，后期报告审查及修改陈斌：PPT制作，报告撰写沈阳：资料收集，辅助其余两人完成任务目录一、实验目的3二、实验原理32.1控制对象——三轮全向机器人32.2控制系统结构4三、实验内容43.1电机模型43.1.1物理建模43.1.2Simulink模块搭建53.1.3无刷直流电机仿真模型的验证83.2运动学模型103.2.1物理建模103.2.2Sim

2、ulink模块搭建103.3路径规划113.4.传感器设计123.5.控制器设计133.5.1电机控制器设计133.5.2运动控制器设计153.6观测器19四、结果验收204.1x轴方向的误差204.2y轴方向的误差204.3前进方向偏角θ214.4速度误差21五、致谢22六、附录（路径规划函数）22一、实验目的（一）建立三轮全向机器人系统的数学模型，然后基于simulink建立该系统的仿真模型并设计控制器，最终满足控制要求；（二）控制的最终目的是使该机器人能够良好跟踪预期的运动轨迹；（三）通过对复杂系统的分析、建模、仿真、验证，全面提高

3、利用计算机对复杂系统进行辅助设计的能力；（四）通过集体作业、分工完成任务的方式培养团队意识，提高团队集体攻关能力二、实验原理2.1控制对象——三轮全向机器人三轮全向移动机器人其驱动轮由三个全向轮组成，径向对称安装，各轮互成120°角，滚柱垂直于各主轮。三个全向轮的大小和质量完全相同，而且由性能相同的电机驱动。图1三轮全向移动机器人2.2控制系统结构图2基于运动学模型的分层控制框图一、实验内容3.1电机模型3.1.1物理建模瑞士的MAXON公司的无刷直流电机建模如下:无刷直流电机的数学模型，其等效电路如下图所示：根据上图，建立电机数学方程如

4、下：Ø瞬态电压方程Ø电压方程Ø转矩方程Ø运动方程3.1.2Simulink模块搭建根据以上数学模型，我们搭建电机的Simulink模块如下：Ø电压方程模块Ø转矩方程模块Ø运动方程模块Ø其他必要模块设计反电动势模块逻辑换向模块Ø模块组装——电机仿真模型Ø驱动电机模块封装3.1.3无刷直流电机仿真模型的验证到此电机的建模就算完成了，但其正确性还需要结果来验证，以下是仿真结果：i.绕组端电压波形：ii.反电动势波形iii.电流波形i.转速波形根据图像可知，仿真结果跟实际是相吻合的。3.2运动学模型为了实现现实世界速度与机器人三个电机转速之间的转

5、换，我们建立起运动学模型如下：3.2.1物理建模1.建立如图所示的世界坐标系xoy和机器人坐标系XOY。图3三轮全向轮式机器人示意图图中，θ为机器人坐标系与世界坐标系之间的夹角；φ为驱动轮间的夹角，φ=120；L为机器人中心到轮子中心的水平距离。2.设v1，v2，v3为全向轮线速度，vx，vy分别为机器人在XOY坐标系X轴和Y轴的速度分量；ω为机器人自转的角速度。那么，机器人在世界坐标系中的速度与驱动轮速度之间的关系为：3.2.2Simulink模块搭建根据2.1中的公式，我们搭建出Simulink模块如下：图中三个函数模块实现2.1中的

6、矩阵转换。最终，模块封装如下：3.3路径规划路径规划方面，我们利用B样条曲线规划方法，取了几个点作为控制点，生成了一条类似S的曲线，来检验小车的跟随情况。Simulink模块如下：其中，MATLABFCN为核心算法，因代码较长，放至附录部分，在此不一一赘述。模块中，Vd为待输入的期望速度值，xs为期望的x轴位置，ys为期望的y轴位置,ths为期望的小车前进偏角。最后，曲线生成模块封装图如下图所示：3.4.传感器设计为了实现对小车自身状态（包括自身位置信息和朝向信息）的感知，我们设计了一个传感器模块，以便引入反馈。搭建的Simulink模块

7、如下：其中，v1,v2,v3为三个电机的线速度，中间的函数实现电机线速度到真实世界中Vx,Vy和w的转化。最后，我们将传感器模块封装，封装图如下：3.5.控制器设计对于小车的控制，我们认为无非要解决两个问题，一个是小车是否受控听话即电机的控制问题；第二个问题是小车是否足够聪明知道该怎样走，即运动学控制问题。下面我们将就这两个方面展开论述。3.5.1电机控制器设计从电机模型一节中可以看出，电机模型的数学公式非常复杂，推算电压V和转速w之间的关系非常的困难，我们推算了很久也没有成功。后来我们想到，不管是交流电动机或者是直流电动机，他们的本质都

8、是电动机。而电动机的传递函数都是一阶的，对于一阶模型我们利用P控制就能够实现很好的控制，而且也非常好调试，比例环节K的值越大越好，总能够实现较好的动态性能。最终我们出于消除稳态误差的考虑，采用