南通大学本科生毕业设计(论文)开题.doc

南通大学本科生毕业设计（论文）开题报告 学生姓名 吾静 学 号 0812002150 专业 电气工程及其自动化 课题名称 低成本轮式驱动机器人控制器设计研究 阅读文献 情 况 国内文献 11 篇 开题日期 2012.02.22 国外文献 3 篇 开题地点 南通大学主校区 文献综述与调研报告：（阐述课题研究的现状及发展趋势，本课题研究的意义和价值、参考文献） I 轮式驱动机器人控制器设计研究的国内外现状及发展趋势 1954年，电子学家德沃尔获得了一项可编程序机械手的专利，这是一种像人手臂的机械手，它按程序进行工作，1958年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台真正实用的工业机器人，并很快得到了应用。 随后，他们成立了世界上第一家机器人制造工厂--尤尼梅逊公司。在这短短的几年里, 伴随着计算机、自动控制理论的发展和工业生产的需要及相关技术的进步, 机器人的发展已经历了3 代【1】:(1) 可编程的示教再现型机器人; (2) 基于传感器控制具有一定自主能力的机器人; (3) 智能机器人。 移动机器人平台的驱动模式通常可分为轮式、履带式、多足式和综合多种驱动模式的复合模式等几种．轮式驱动模式相对于其它模式具有成本低、结构简单、机构可靠、动力效率高、高速机动性强等诸多优点【2】。同时，轮式机器人驱动和控制相对比较容易，稳定性也较足式机器人好，因此这些研究主要集中于路径规划、控制算法、平面定位、目标识别等理论方面【3】。利用其运行速度快、反应灵敏等特点，在国内外轮式机器人主要在服务领域得到了广泛的应用。 20世纪70年代后期，在北京举办了一个日本的工业自动化产品展览会，会上国内的许多学者，看到一个方向，开始进行了机器人的研究，但是这时的研究基本上还局限于理论的探讨阶段。在七五、八五、九五、十五将近这二十年真正进行了机器人研究。发展最迅速的时间是在1986年我们国家成立了863计划是高技术发展计划，就是将机器人技术作为一个重要的发展的主题，国家投入将近几个亿的资金用于机器人研究，这使得我们国家在机器人这一领域的技术得到很快地、迅速地发展【4】。 其中海尔哈工大机器人技术有限公司开发研制成功了我国第一台智能型服务机器人【5】。 2003年1月，中科院自动化所成功研制开发了集多种传感器、视觉、语音识别与会话功能于一体的智能移动机器人【6】. 机器人控制器是根据指令以及传感信息控制机器人完成一定的动作或作业任务的装置，它是机器人的心脏，决定了机器人性能的优劣．从机器人控制算法的处理方式来看，可分为串行、并行两种结构类型,. 串行处理结构是指机器人的控制算法是由串行机来处理. 对于这种类型的控制器,从计算机结构、控制方式来划分, 又可分为以下几种【7】. (1) 单CPU 结构、集中控制方式 (2) 二级CPU 结构、主从式控制方式 (3) 多CPU 结构、分布式控制方式 然后构造并行处理结构的机器人控制器的计算机系统一般采用以下方式: (1) 开发机器人控制专用VL S 【8,9】 (2) 利用有并行处理能力的芯片式计算机(如: T ran spu ter, DSP 等) 构成并行处理网络 (3) 利用通用的微处理器 机器人控制器是影响机器人性能的关键部分之一. 它从一定程度上影响着机器人的发展. 目前, 由于人工智能、计算机科学、传感器技术及其它相关学科的长足进步, 使得机器人的研究在高水平上进行, 同时也为机器人控制器的性能提出更高的要求.。控制系统是机器人的核心部分，目前应用在机器人底层控制系统的微控制器主要有8／16位单片机和数字信号处理器(DSP)两种类型【10】。 传统的机器人运动控制器大部分是以嵌入式单片机为核心的，但其运算速度和处理能力远不能满足机器人控制系统飞速发展的需要，且硬件电路庞大，系统稳定性弱，日益成为阻碍机器人技术进步的瓶颈。【11】 现有机器人控制器存在很多问题【12】, 如: (1) 开放性差 局限于“专用计算机、专用机器人语言、专用微处理器”的封闭式结构. 。不便于对系统进行扩展和改进。 (2) 软件独立性差 软件结构及其逻辑结构依赖于处理器硬件, 难以在不同的系统间移植。 容错性差 扩展性差 由于结构的封闭性, 难以根据需要对系统进行扩展, 如增加传感器控制等功能模块。 (5) 缺少网络功能 现在几乎所有的机器人控制器都没有网络功能 随着机器人控制技术的发展, 针对结构封闭的机器人控制器的缺陷, 开发“具有开放式结 构的模块化、标准化机器人控制器”是当前机器人控制器的一个发展方向. 近几年, 日本、美国 和欧洲一些国家都在开发具有开放式结构的机器人控制器, 如日本安川公司基于PC 开发的具有开放式结构、网络功能的机器人控制器[【