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轮式移动机器人调速系统的控制研究的中期报告

中期报告：轮式移动机器人调速系统的控制研究

一、研究背景及意义

随着科技的不断发展和智能化水平的不断提高，轮式移动机器人越

来越广泛地应用于各个领域中，如工业制造、仓储物流、卫生服务、农

业植保等。因此，对轮式移动机器人的控制研究显得尤为重要。调速是

轮式移动机器人控制的一部分，控制好调速系统可以充分发挥轮式移动

机器人运动的优势，提高其在生产和生活中的应用价值。因此，本研究

旨在探究轮式移动机器人调速系统的控制方法和优化方案，从而为其优

化设计提供理论基础和技术支撑。

二、研究内容和计划

1.文献综述：对轮式移动机器人调速系统进行了介绍和分析，从不

同的角度和方面阐述了轮式移动机器人的调速方案，对目前较为常见的

控制方法进行梳理，并对其进行评估分析。

2.系统建模：针对轮式移动机器人调速系统，建立了数学模型，包

括电机模型、轮子动力学模型、转向模型、控制模型等。通过建立数学

模型，可以准确预测和描述轮式移动机器人的运动特性和约束条件，为

后续的控制器设计打下坚实的基础。

3.控制器设计：在建立数学模型的基础上，设计了一种适用于轮式

移动机器人调速系统的控制器，采用PID控制器作为基础，结合模糊控

制和神经网络控制策略，提高了控制性能和鲁棒性。设计的控制器可以

根据轮式移动机器人的各种运动约束条件，自适应调节控制参数，保证

轮式移动机器人在复杂环境下的稳定运动。

4.仿真分析：在MATLAB/Simulink平台上进行了仿真实验，验证了

设计的控制器的性能和效果。通过仿真实验，可以得到轮式移动机器人

的运动规律和特性，并对控制器进行优化。同时，可以清晰地观察到轮

式移动机器人运动中存在的问题，及时进行调整和优化。

5.实验验证：基于实验平台，对设计的控制器进行实验验证，测试

其控制性能和鲁棒性。通过实验验证，可以深入了解轮式移动机器人的

运动特性和控制策略的适用范围，进一步优化和完善控制器的设计。

三、预期结果

本研究旨在通过对轮式移动机器人调速系统的控制方法和优化方案

的探究，为轮式移动机器人的优化设计提供理论基础和技术支撑。预计

可以得出以下结果：

1.分析目前较为常见的轮式移动机器人调速方案，提出优化策略。

2.建立轮式移动机器人调速系统的数学模型，预测和描述其运动特

性和约束条件。

3.设计控制器，提高控制性能和鲁棒性，适应不同约束条件的需求。

4.通过仿真实验和实验验证，深入了解轮式移动机器人运动特性和

控制策略适用范围，进一步优化和完善控制器的设计。

四、参考文献

参考文献：

1.张文洁.基于PID控制器的轮式移动机器人调速研究[D].合肥:合

肥工业大学,2018.

2.许伟.基于模糊控制的轮式移动机器人路径规划研究[D].南京:东

南大学,2019.

3.宋钰勋.轮式移动机器人控制系统研究[D].北京:北京交通大学,

2019.

4.李永强,李国梁.轮式移动机器人控制系统的设计与仿真[J].化工

自动化及仪表,2016,47(5):94-96.

5.乐乐.轮式移动机器人控制方法的研究[J].农业装备与机械化,

2020(8):42-45.