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轮式移动机器人位置和姿态建模方法、控制器及装置制造方法及图纸

技术编号:41721551 阅读:33 留言:0更新日期:2024-06-19 12:46
本发明专利技术公开了一种轮式移动机器人位置和姿态建模方法、控制器及装置,针对移动机器人位置和姿态的动态特性进行建模,以其驱动轮的驱动电压或加速度作为控制输入变量,以其位置和姿态作为输出变量,构建轮式移动机器人的位置和姿态的RBF‑ARX模型。利用移动机器人的实际采样数据,通过最小化RBF‑ARX模型的输出与实际输出的误差平方和,得到RBF‑ARX模型的参数与结构。针对轮式移动机器人的位置和姿态控制,以轮式移动机器人的位置和姿态作为全连接神经网络控制器的输入,以移动机器人驱动轮的驱动电压或加速度作为全连接神经网络控制器的输出,建立全连接神经网络作为位置与姿态控制器。本发明专利技术提高了轮式移动机器人位置和姿态控制的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轮式移动机器人控制领域,特别是一种轮式移动机器人位置和姿态建模方法、控制器及装置


技术介绍

1、四轮差速式轮式移动机器人配备了两个驱动轮和两个从动轮,从动轮并排布置于机器人前部,可以沿轮轴自由转动。驱动轮并排布置于机器人后部,分别使用独立的电机驱动。当两个驱动轮转速一致时,移动机器人沿直线方向运行;当两个驱动轮转速存在差异时,移动机器人同时具有线速度和转动角速度,从而改变机器人在二维平面空间中的位置与姿态。通过控制两个驱动轮的转速同时调整机器人的线速度和角速度,使得机器人移动至期望位置和期望姿态。

2、轮式移动机器人作为典型的高阶非线性多输入多输出系统,因其速度快、能量利用率高、交互性强、集成度高等特点,在环境探测、工业运输和智能巡检等领域发挥着至关重要的作用。对于该类机器人的位置和姿态建模、控制问题,采用运动学方程、动力学方程、电机出力特性等机理分析的方式建立的数学模型受参数变化、外部干扰、未建模动态、模型简化、假设条件过于理想化等因素影响,使得所建立的模型精度低,从而给控制器的性能带来不利影响,最终影响轮式移动机器人位置和姿本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种轮式移动机器人位置和姿态建模方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的轮式移动机器人位置和姿态建模方法,其特征在于,步骤S2中,通过极小化基于RBF-ARX模型的预测输出与实际输出的误差的平方和辨识模型参数,获得训练后的RBF-ARX模型。

3.根据权利要求1或2所述的轮式移动机器人位置和姿态建模方法,其特征在于,所述RBF-ARX模型的参数通过离线计算如下最优化问题得到:

4.一种轮式移动机器人位置和姿态控制器,其特征在于,位置和姿态控制器表达式为:

5.一种权利要求4所述的轮式移动机器人位置和姿态控制器的参数计算...

【技术特征摘要】

1.一种轮式移动机器人位置和姿态建模方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的轮式移动机器人位置和姿态建模方法,其特征在于,步骤s2中,通过极小化基于rbf-arx模型的预测输出与实际输出的误差的平方和辨识模型参数,获得训练后的rbf-arx模型。

3.根据权利要求1或2所述的轮式移动机器人位置和姿态建模方法,其特征在于,所述rbf-arx模型的参数通过离线计算如下最优化问题得到:

4.一种轮式移动机器人位置和姿态控制器,其特征在于,位置和姿态控制器表达式为:

5.一种权利要求4所述的轮式移动机器人位置和姿态控制器的参数计算方法,其特征在于,包括交互部分,所述交互部分包括以下步骤:<...

【专利技术属性】
技术研发人员:袁依格彭天博彭辉陈晓青邹润民郭璠
申请(专利权)人:湘江实验室
类型:发明
国别省市:

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