基于WSN的多移动无人车编队控制研究

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1、密级公开分类号TP301工程硕士学位论文基于WSN的多移动无人车编队控制研究许丹指导教师王鹏教授赵锋研究员申请学位级别工程硕士工程领域电子与通信工程2018年5月15日学位论文知识产权声明本人完全了解西安工业大学有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间学位论文工作的知识产权属于西安工业大学。本人保证毕业离校后，使用学位论文工作成果或用学位论文工作成果发表论文时署名单位仍然为西安工业大学。学校有权保留送（提）交的学位论文，并对学位论文进行二次文献加工供其他读者查阅和借阅；学校可以在网络上公布学位论文的全部或部分内容，

2、可以采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）学位论文作者签名：学校导师签名：企业导师签名：日期：学位论文独创性声明秉承学校严谨的学风与优良的科学道德，本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的成果，不包含本人已申请学位或他人已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。学位论文与资料若有不实之处，本人

3、承担一切相关责任。学位论文作者签名：学校导师签名：企业导师签名：日期：基于WSN的多移动无人车编队控制研究学科：电子与通信工程研究生签字：学校导师签字：企业导师签字：摘要随着无线传感器网络技术的发展，移动无人车技术的革新也越来越快。针对单个移动无人车无法完成复杂任务的问题，本文提出了将多移动无人车编队控制技术与WSN技术相结合，能够使多个移动无人车代替人类高效的完成复杂环境下的任务，这门技术被广泛应用于仓库的搬运和区域的巡视监控等领域，该研究具有较强的理论意义和实用价值。本文对基于WSN定位的多移动无人车系统进行研究，使用Z

4、igBeeCC2430/CC2431组件搭建硬件平台，将采集到的定位信息上传至PC机，并显示定位结果。针对环境影响等因素造成的定位结果不稳定等问题进行分析，从而改进了定位算法，实验数据表明定位误差在规定的范围内，定位精度提高了30%，达到了较好的定位效果，为编队控制奠定了基础。通过对不同编队算法进行比较，本文采用领航-跟随者控制算法理论中的l法进行理论计算，规划跟随者的线速度和角速度，实现多移动无人车队型的稳定性，并可以通过调整闭环控制系数来控制编队的收敛速度。本文将多移动无人车运动模型与弹簧振子模型类比，研究了在驱动信

5、号作用下，多移动无人车在线性和非线性控制信号下，以及不同阻尼情况下编队的稳定性。通过MATLAB数值仿真，分别绘制了多移动无人车往复运动的位移时间响应图、相轨迹图和Poincáre映射图等，从而验证了多移动无人车编队在往复工作路径任务下的稳定性，并将这一结果与改进的定位算法相结合，实现了移动无人车往复工作的定位监测。本文针对定位不准确的问题改进了定位算法，研究了领航-跟随者编队算法并对该种方法进行了理论创新的基本内容，为工程实际应用提供了理论基础。关键词：无线传感器网络；多移动无人车；ZigBee定位；领航-跟随者算法Res

6、earchonformationcontrolofmulti-mobileunmannedvehiclebasedonWSNDiscipline:ElectronicsandCommunicationEngineeringStudentSignature:SchoolSupervisorSignature:EnterpriseSupervisorSignature:AbstractWiththedevelopmentofwirelesssensornetworktechnology,theinnovationofmobile

7、unmannedvehicletechnologyisbecomingfasterandfaster.Aimedattheproblemthatasinglemobileunmannedvehiclecan’taccomplishcomplextasks,thispaperputsforwardamethodcombiningcontroltechnologyofmobileunmannedvehicletechnologywithWSNtechnology,whichcanenablemultiplemobileunman

8、nedvehicleinsteadofhumansincomplexenvironmentandefficientcompletionoftasks.Thistechnologyiswidelyusedintheareaofthewarehousehandling,inspectionmo