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多移动机器人轨迹跟踪控制系统设计与实现

计算机测量与控制杂志|陈俊; 俞立; 滕游 浙江工业大学信息工程学院; 杭州310023

针对轮式移动机器人的轨迹跟踪控制问题,在分析了机器人运动学模型的基础上,构建多机器人的领航一追随模型;采用跟踪微分器在输入输出两端安排过渡过程,设计了一种基于多变量解耦的非线性PID轨迹跟踪控制器;搭建以Arduino Mega1280控制板为核心的移动机器人实验平台,采用速度PID控制器以满足机器人驱动电机的实时调速要求,基于ROS提出一种结构化和模块化的多机器人控制系统;在此基础上进行实验,并将实验结果与传统P1D方法控制的实验结果进行对比;实验结果验证了文章所提算法的有效性,控制器易于实现且具有一定的鲁棒性。

【分 类】
  • 期刊
  • >
  • 自然科学与工程技术
  • >
  • 信息科技
  • >
  • 自动化技术
【关键词】
  • 轮式移动机器人
  • 轨迹跟踪
  • 跟踪微分器
  • 非线性pid
  • 机器人操作系统

计算机测量与控制 文档目录

计算机测量与控制杂志综述与评论

多智能体系统的队形控制方法及应用综述

摘要:多智能体系统队形控制的研究主要集中于队形形成、队形保持和队形变换3个方面;首先,介绍、分析了多种队形控制方法,包括轨迹跟踪法、行动选择法、假想刚体法、网络关系图分析法、动态编队法、虚拟势场法、学习控制法和混合控制法等;其次,对移动机器人、无人机、水下机器人等多智能体系统的队形控制应用进行研究;然后,给出了近年来多智能体系统队形控制的研究进展,包括基于复Laplacian矩阵的多维空间队形控制方法,其它领域技术(云计算、图像处理等)用于队形控制的研究成果,并对基于队形控制的多移动机器人和无人机搬运作了介绍;最后,给出了当前队形控制研究中尚未解决的问题,包括队形扩展,队形稳定性,通信、传感器功能,异构多智能体系统队形控制和机械臂编队等。
1-7
计算机测量与控制杂志测试与故障诊断

基于梯度型最小二乘滤波的船摇隔离度测试研究

摘要:针对传统船摇隔离度测试方法效率低、误差大、操作复杂、且不能有效解决扰动跳变的不足,对船摇隔离的基本原理进行了分析,建立了梯度型最小二乘滤波模型,提出了基于梯度型最小二乘滤波算法对测量数据进行滤波处理,利用VC++编程实现对船摇隔离度的自动化测试,并在船舶生摇的条件下进行船摇隔离度的测试分析;对比传统方法测试结果表明,该方法能有效滤除测量数据中的随机误差,较大程度地降低了扰动跳变的抖动量,提高了伺服系统船摇隔离度的测试精度。
21-24

基于STM32大气动态雾霾检测系统的设计

摘要:大气的质量直接关系到人们的生存环境,衡量大气污染的程度和对身体健康造成的伤害,都离不开对大气的检测;如何进行检测,用什么方法来评判,文章提出一种方法来实时检测大气雾霾的状况,尤其是PM2.5(空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物)被认为是造成雾霾天气的“元凶”;大气雾霾监测系统利用雾霾检测器和GPRS传导,将所在地雾霾情况实时监测传输给手机APP终端,手机接收之后将数据整合显示给使用者,达到雾霾监测和提前应对恶劣天气的作用。
36-38

基于嵌入式的伺服综合测控平台的设计

摘要:基于嵌入式技术,设计了一套集控制、测试和分析于一体的伺服综合测控平台;该平台采用集散式结构,在硬件上提供了多种通信与测控接口,软件上以Linux嵌入式操作系统和Windows系统为基础,提供了友好的人机交互界面;可以根据现场状况工作在便携的单机模式或者功能完备的联机模式;平台同时为网络型伺服系统预留了网络接口,有很好的通用性和可扩展性等优点;经测试,该平台操作便捷,运行稳定,可用于多种类伺服系统的测控分析。
51-54

运载火箭一体化测发系统的并行测试研究

摘要:现役运载火箭一体化测发系统的单任务测试模式,已无法满足运载火箭的高密度、快速测发的需求;通过控制软件多线程设计实现多任务控制的并行处理;使用分布式执行终端,同步完成并行测试功能;设计具有包含多任务信息的通讯协议,实现并行测试信息的网络传输;利用软件的共享缓存技术实现多任务之间的信息交互;在信息传输中通过字节流模式进行先进先出的实时通信,保证了运载火箭测发的实时性;通过对一体化测发系统的并行测试研究,可实现一套测发控系统对箭上多个子系统同时进行测试;并行测试技术的研究利用了计算机系统并行处理能力,通过测发软件的并行设计,实现可由用户控制的多任务并行测试系统,提高了运载火箭的测试效率和节省测试费用,是解决运载火箭高密度、低成本发射的一种技术途径。
1-3

基于计算机辅助的医学图像测量与控制方法研究

摘要:医学图像常规检查中,需要对目标图像进行测量以获取相关数据;测量主要集中在对距离、面积、角度以及周长等数据的获取;由于医学检测的严谨性,数据准确,方法简便是必不可少的要求;随着计算机技术的发展,其在医学中的应用也得到了广泛的推崇;计算机辅助的医学图像测量不但替代了传统的手工测量方式,也极大地提高了测量的精度与效率;分析医学图像测量算法,针对如何确定目标区域的问题设计了颜色填充的方法,可有效区分出目标区域图像;为了提高该算法的效率,进一步提出了其改进算法,降低了算法执行次数,提高了系统性能。
17-20
计算机测量与控制杂志控制技术

考虑随机因素影响的区域管制空域的流量动态分配模型

摘要:区域管制区域内的飞行流量受多种因素影响,从而容易造成航路拥堵,导致航班延误;综合考虑危险天气、航段容量、军航活动这3个主要因素,结合空域灵活使用这一理念,对飞行流量进行实时动态分配并以最小运行成本建立规划模型,通过Floyd算法求出经过该区域的所有航班的最短路径,并用Matlab进行仿真计算,仿真结果表明,对流量进行动态分配后的运行成本得到有效降低,在一定程度上缓解了航路拥挤。
31-34

基于模糊PID参数自整定的细胞培养箱温度控制算法

摘要:针对细胞培养箱温度控制具有非线性、时滞性、易受干扰且难以建立精确的数学模型的特点,传统的PID控制方法对于快速维持系统箱内温度稳定存在一定的局限性;提出了以温度误差和误差变化率为控制输入,培养箱内温度为控制量的模糊PID参数自整定的温度控制算法,实现了对PID参数的实时在线修正;实验表明,该模糊PID参数自整定温度控制算法,温度从26℃上升到目标温度37℃,建立稳态的时间为2890s,温度超调极小;系统温度控制精度为±0.05℃,并在相同型号的细胞培养箱上同样得到验证;在控制稳定性方面获得了比传统PID控制更好的控温效果,稳定快,极小超调,温度控制精度高,能满足细胞培养箱温度控制的要求。
45-48
计算机测量与控制杂志测试与故障诊断

长征六号运载火箭动力测发控系统仿真测试平台的设计

摘要:针对长征六号运载火箭动力测发控系统射前仿真测试需求,结合短周期快速发射及方舱操作的特点,设计了一种仿真测试平台;该测试平台使用电气信号模拟动力配气台阀门、压力传感器及箭体连接器硬件接口信号,形成硬件接口层;采用软件模拟配气台工作原理,仿真箭体连接器通断,并模拟基地加注间通讯系统与动力测发控系统进行信息交互,形成软件模型层;硬件接口层与软件模型 层之间通过RS422总线和PC104总线连接,实现仿真测试平台的模块化和组合化设计;该仿真测试平台为长征六号运载火箭动力测发控 系统提供了闭环测试环境;实际情况表明,该仿真测试平台可覆盖动力测发控系统的全部工作状态,满足短周期快速发射的测试需求, 提高了动力测发控系统仿真测试的效率.
1-3

高速航电总线数据实时遥测技术研究

摘要:为了解决飞行试验中髙速航电总线数据实时遥测的测试需求,研究了髙速航电总线数据采集及实时遥测的测试技术;面对全新总线架构以及海量实时传输数据,传统的总线测试技术无法满足新的测试需求,设计了髙速航电总线数据监听以及遥测传输的测试系统,成功将髙速总线数据融合到网络数据采集技术及数字遥测技术中;实际的试验结果表明,该方案能够准确、有效地完成机载髙速航电总线数据采集及实时遥测传输,该方案的成功应用,为今后相关的髙速总线数据测试提供了重要的参考价值.
14-17

基于拜占庭故障模式的空天飞行器GNC系统架构研究

摘要:针对空天飞行器对GNC系统的髙可靠性需求,开展了基于拜占庭故障模式的GNC系统架构研究,采用四机三总线架构设计方案,通过系统内总线实现输入数据及输出数据多机冗余比对,防止拜占庭故障的发生,提升了系统可靠性,实现了系统自检测和故障的准确定位及隔离,并具有在线故障诊断、故障自修复功能,同时解决了髙动态、强干扰环境下系统自主性较差的问题,提升了GNC系统可靠性和容错性;经分析,该系统架构能够满足空天飞行器在轨、再人复杂任务需求.
29-31

基于无线传输的车载温湿度测量系统设计

摘要:为了克服传统温湿度静态点测量的局限性大、灵活性差的问题,设计了一种基于无线传输的车载温湿度测量系统;用户通过计算机来无线遥控小车,可以进行人体无法进入或带有危险性质场所的温湿度测量;使用了DIIT11数字式温湿度传感器进行温湿度的测量,并利用NRF905收发模块实现了数据的无线传输;上位机采用Labview图形化开发工具,控制面板上可以进行温湿度历史数据的查询,以曲线、数字、量程三种不同的形式显示实时温湿度数据,当温湿度超过预警值时能够报警,同时能实时显示小车运动轨迹;整个系统人机界面简洁,系统工作稳定,适应性强.
42-44
计算机测量与控制杂志综述与评论

面向远程诊断的AI-ESTATE智能诊断系统研究动态

摘要:通过封装服务、规范标准服务,AI—EATATE为诊断系统的客户端和应用对象的扩展、测试与诊断的分离提供了条件,使其更适合远程控制的诊断系统的构建;分析了武器装备远程故障诊断对知识重用与共享、软件互操作的需求,提出了面向远程诊断的AI—ESTTAE智能诊断系统构建的方法;研究了AI-ESTATE智能诊断系统的基本结构和框架,讨论了AI—ESTATE在发展过程中其服务的变化对开放、远程智能诊断系统构建的影响;最新的AI—ESTATE标准规范的服务更加强了对诊断过程的控制和效果评估,论文采用状态图的方式分析了最新的AI—ESTTAE服务在远程故障诊断过程的作用,为符合AI—ESTATE标准的远程故障诊断系统的开发提供了方法。
1-4
计算机测量与控制杂志测试与故障诊断

双核SoC芯片扫描链测试设计与实现

摘要:针对芯片生产过程中可能引入短路和断路等制造缺陷的问题,实现了基于扫描链测试的双核SoC芯片可测性设计电路;根据双核SoC中DSP硬核、CP,在CPU软核和其它硬件逻辑中插入新的扫描链电路;扫描链测试支持固定型故障测试和时延相关故障测试;针U软核特点采用不同的扫描链设计方案:利用DSP硬核中已有扫描链结构,将DSP测试端口复用到芯片顶层端口对时延故障测试,设计了片上时钟控制电路,利用PLL输出高速时钟脉冲进行实速测试;采用自动测试向量生成工具产生测试向量,结果表明,芯片固定型故障的测试覆盖率可以达到97.6%,时延故障测试覆盖率可以达到84.9%,满足芯片测试覆盖率要求。
15-17

基于FPGA的CMP电涡流终点检测装置设计

摘要:为实现对晶圆表面金属层的化学机械抛光(CMP)过程中的终点检测和对抛光速率进行监控的要求,设计了一种基于电涡流测量原理的测量装置;该装置以FPGA器件作为控制核心,由其控制高速D/A转换器生成正弦交流信号,并驱动测量电桥;由于测量线圈产生的交变磁场在晶片金属薄膜上产生电涡流,引起测量线圈的阻抗发生变化;通过测量相应的阻抗变化产生的信号,可以计算出相应的晶片表面金属薄膜的厚度;实验表明该装置可以满足对晶圆表面100~1000nm厚度金属层的测量要求。
28-30
计算机测量与控制杂志控制技术

基于模糊PID控制的永磁同步电机控制器研究

摘要:为了提高复杂环境条件下永磁同步电机(PMSM)控制器的动态控制性能与抗干扰能力,分析了永磁同步电机的速度一电流(或力矩)双闭环控制调速结构,提出了一种基于模糊PID控制原理的速度环控制策略;速度环运行时,模糊PID控制器首先将永磁同步电机转速的误差及误差变化率进行模糊化处理,然后依据模糊规则进行模糊推理,并自动在线整定出速度环PID的3个系数(比例系数、积分系数、微分系数),不仅减少了速度环的调节时间,也能增强抵御来自电流环(或力矩环)的干扰;仿真结果表明,当永磁同步电机的转速发生变化或负载发生扰动时,相比于传统的PID控制器,模糊PID控制器能提高系统的动态性能与鲁棒性;该方法用于永磁同步电机的控制是可行、有效的。
40-43

期刊名称:计算机测量与控制

期刊级别:统计源期刊

期刊人气:9432

杂志介绍:
主管单位:中国航天科工集团公司
主办单位:中国计算机自动测量与控制技术协会
出版地方:北京
快捷分类:计算机
国际刊号:1671-4598
国内刊号:11-4762/TP
邮发代号:82-16
创刊时间:1993
发行周期:月刊
期刊开本:A4
下单时间:1-3个月
复合影响因子:0.546
综合影响因子:0.442
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