全向机器人运动控制和轨迹跟踪算法的研究

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1、—]Studyonthemotioncontrolandtrajectorytrackingalgorithmofomni．．directionalrobotbyB．E．(Guan鲥UniversityofTeclmology)2008AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofControlTheoryandControlEngineeringChangshaUniversityofScience＆TechnologySupervisorProfessorDengBenzaiApril，2

2、011指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：委了扬&日期：。677年岁月矽日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长沙理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1

3、、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√")作者签名：i访II锻么一’叭导师躲晰羁日期：C2。ff年，月c汐日隰刎年n矽日子、信和大专本文以RoboCup足球机器人比赛为背景，对机器人的运动控制系统、机器人截球算法、轨迹跟踪算法三个关键技术进行了研究。论文主要研究工作如下。(1)介绍了MT一0R三轮全向机器人的运动控制系统的软、硬件结构设计，分析了三轮全向机器人的全向轮结构；对RoboCup足球机器人中型组比赛进行了介绍。(2)分析了机器人基本的运动特性，建立了三轮全向机器人的运动学模型；针对机器人带球状态下的运动，进行改进建立了不丢球的运动学模型

4、。(3)足球机器人截球动作要求具有很高的快速性和准确性。通过对足球机器人截球特性分析，预测球的运动趋势，增加一个绕前速度。再分别对机器人的直线速度和自旋转速度运用专家PID控制，实现了机器人从正面精准截球的目的。‘(4)通过利用建立的不丢球运动学模型，结合预瞄控制方法，设计了基于预瞄控制的足球机器人不丢球的轨迹跟踪算法。实现了在带球情况下不丢球的机器人轨迹跟踪。仿真和试验证明本文各种算法的可行性。最后对全文进行了总结，阐明了整个研究的重点和主要的研究成果。关键词：足球机器人；专家PID控制；截球；轨迹跟踪ABSTRACTRobotsoccerrelatestomanyfieldss

5、uchasartificialintelligence，computertechnology,wirelesscommunication，imageprocessing，machinery&electronicsandinformationfusionetc．Asagoodstudybed，robotsoccerhasbeenfocusedbvmoreandmoreresearchinstitutesandcolleges．Thethesiswasdesignedforapplicationinthemiddle．sizeleagueofRoboCup，andpresentsthe

6、researchonthreekeytechnologiesofmotioncontrolsystem，soccerrobotinterceptballandsoccerrobotdribbling．Amainworksofthethesiswereasfollows：(1)IntroducedasoftwareandhardwarearchitectureofMT-ORthreeomni·directionalrobotmotioncontrolsystemandthecompetitionofmiddle-sizeleagueofRoboCup．(2)Analysisabasi

7、cmotioncharacteristicsoftherobot，createdathree-wheeledomni·directionalrobotkinematicsmodel．Takingintoaccountrobot，smotionindribblingstate，createdamotionmodelindribblingstate．(3)Inmedium-sizedgroupofRoboCupsoccerrobotgame，interceptballre