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內(nèi)容簡介

　　四舵輪移動機器人具有良好的適應(yīng)性和機動性。本書以工業(yè)場景下運行四舵輪移動機器人為研究對象，重點研究了動力學(xué)/運動學(xué)模型的多模式異步切換，提高了運行的靈活性；進一步，研究分數(shù)階的自主避障跟蹤方法，實現(xiàn)高動態(tài)場景運行的適應(yīng)性；同時，在保障運行方面，通過參數(shù)自適應(yīng)調(diào)整并對擾動進行估計和補償，提高了運行的魯棒性和穩(wěn)定性；在設(shè)備檢測方面，實現(xiàn)了車輛故障的自動檢測，并設(shè)計了容缺的控制方法；*后，在集成的四舵輪移動機器人上，考慮了定位不確定性，設(shè)計了動態(tài)補償?shù)耐？糠桨福瑢崿F(xiàn)精準(zhǔn)?？?，滿足上下料要求。本書的定位為機械、自動化及相關(guān)專業(yè)的本科高年級以上水平讀者易讀懂、用得上的參考書，主要讀者對象為在讀研究生、高校教師及科研人員

作者簡介

　　謝遠龍，博士，籍貫江西贛州，華中科技大學(xué)機械學(xué)院講師、碩士生導(dǎo)師。2014年6月獲得華中科技大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)學(xué)士學(xué)位。2018年12月獲得華中科技大學(xué)機械電子工程專業(yè)博士學(xué)位。2017年11月至2018年4月受學(xué)校資助在英國利茲大學(xué)進行交流訪問。2018年12月至2021年8月在本院國家企業(yè)信息化支撐軟件工程技術(shù)研究中心開展博士后工作。主要研究方向包括智能控制、移動機器人、智能制造和自主無人系統(tǒng)等領(lǐng)域。近五年以來，在IEEE TIE， IEEE TIM， IEEE-ASME TMECH， RCIM， ACC， AIM， CCC等期刊/會議發(fā)表SCI/EI 論文90余篇（其中一作/通訊作者發(fā)表SCI論文25篇，SCIE高被引論文1篇，權(quán)威期刊封面論文1篇），合著專著1本，申請/授權(quán)發(fā)明專利45項。

圖書目錄

1移動機器人概述(1)

1.1引言(1)

1.2移動機器人定義(1)

1.3移動機器人的傳感器(6)

1.3.1移動機器人常用傳感器分類(6)

1.3.2常用傳感器介紹(6)

1.4移動機器人的應(yīng)用場景(9)

參考文獻(13)

2四舵輪移動機器人運動學(xué)和動力學(xué)模型(16)

2.1概述(16)

2.2四舵輪移動機器人平臺模型(17)

2.3移動機器人運動學(xué)建模(19)

2.4移動機器人動力學(xué)建模(20)

參考文獻(21)

3基于運動學(xué)的多模式異步切換控制(23)

3.1問題描述(23)

3.2統(tǒng)一無顫振積分滑?？刂品椒?23)

3.3多模式匹配異步切換控制(28)

3.3.1多模式層級異步切換監(jiān)督判據(jù)(28)

3.3.2多模式層級異步切換邏輯準(zhǔn)則(29)

3.3.3穩(wěn)定性和收斂性證明(31)

3.4效果分析(34)

參考文獻(42)

4基于動力學(xué)的多模式異步切換控制(45)

4.1問題描述(45)

4.2基于狀態(tài)觀測器的切換信號采樣機制(45)

4.2.1延時環(huán)境下多模式異步切換模型(45)

4.2.2切換系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定狀態(tài)觀測器設(shè)計(47)

4.2.3離散時間切換信號采樣機制(48)

4.3采用外部信號的時變延時估計(49)

4.3.1外部信號辨識性分析(49)

4.3.2基于高階滑模的無偏延時估計(51)

4.4多模式異步切換控制器設(shè)計(53)

4.4.1延時的異步切換控制器分段設(shè)計(53)

4.4.2多模式異步切換過程穩(wěn)定性分析(54)

4.5效果分析(60)

4.5.1時變延時的結(jié)果估計(60)

4.5.2多模式異步切換仿真測試(61)

參考文獻(65)

5分數(shù)階自主避障跟蹤控制(67)

5.1問題描述(67)

5.2分數(shù)階耦合滑模控制器設(shè)計(67)

5.2.1分數(shù)階微積分理論(67)

5.2.2分數(shù)階耦合滑?？刂坡稍O(shè)計(71)

5.2.3分數(shù)階耦合滑?？刂茀?shù)整定(73)

5.2.4與現(xiàn)有控制方法比較(74)

5.3基于斥力場避障跟蹤控制器設(shè)計(74)

5.3.1基于斥力場的避障軌跡生成(74)

5.3.2穩(wěn)定性和收斂性證明(76)

5.4效果分析(81)

參考文獻(87)

6增益自調(diào)整魯棒控制(89)

6.1問題描述(89)

6.2超螺旋耦合滑?？刂破髟O(shè)計(89)

6.2.1考慮時變擾動的復(fù)合滑模面構(gòu)建(89)

6.2.2變增益超螺旋滑?？刂破髟O(shè)計(90)

6.2.3變增益超螺旋滑模控制器抗擾分析(96)

6.3非線性模型預(yù)測的控制器設(shè)計(97)

6.4分層控制器設(shè)計(98)

6.4.1集成控制器設(shè)計(98)

6.4.2控制參數(shù)選擇(99)

6.5效果分析(100)

參考文獻(103)

7擾動自補償解耦控制(105)

7.1問題描述(105)

7.2動力學(xué)模型解耦(105)

7.2.1逆系統(tǒng)解耦的存在性條件(105)

7.2.2四舵輪移動機器人橫向動力學(xué)模型逆系統(tǒng)解耦(107)

7.3多層模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的擾動估計(109)

7.4自補償擾動控制器設(shè)計(111)

7.4.1分數(shù)階滑模面構(gòu)建(111)

7.4.2超螺旋滑?？刂破髟O(shè)計(111)

7.4.3擾動自補償集成控制方案設(shè)計(113)

7.5效果分析(114)

7.5.1逆系統(tǒng)解耦測試(114)

7.5.2自補償擾動抑制仿真測試(114)

參考文獻(118)

8分布式力矩容錯分配(120)

8.1問題描述(120)

8.2執(zhí)行器驅(qū)動故障模型(120)

8.3基于模型預(yù)測控制的力矩分配(121)

8.4效果分析(124)

參考文獻(129)

9?？空`差迭代自補償(132)

9.1問題描述(132)

9.2手眼一體化位姿測量(132)

9.2.1目標(biāo)姿態(tài)測量(134)

9.2.2相對姿態(tài)計算(135)

9.2.3停靠誤差計算(136)

9.3?？空`差離線預(yù)處理(136)

9.4基于迭代學(xué)習(xí)的誤差補償(138)

9.5效果分析(140)

9.5.1?？空`差測量(141)

9.5.2停靠誤差離線預(yù)處理(142)

9.5.3?？空`差迭代自補償(144)

參考文獻(148)