機器人外文翻譯外文文獻英文文獻采用模糊邏輯控制使自主機器人避障設(shè)計-資料下載頁
2024-11-02 04:46本頁面
【導讀】scheme. WilliamMartin. CS311-FinalProject. 1.INTRODUCTION. .Chassisandsensors. adhesive..Electronics. disperseheat..Microcontroller. Computa
【正文】 驅(qū)動兩個 L2722 運算放大器 以使其工作 在開環(huán)模式（圖 1）。 IC 的高輸入電阻 使 馬達 從 供電的 PWM 電路 中得到 非常小功率。為了 使 電機 的 供 電與其他器件的供電相分開， 專門一個 V鎳鎘電池 為 電機供 電，而 其余的 電子 器件 用一個標準的 9 伏的 電源供電。這樣 運算放大器 在持續(xù)工作 時 就產(chǎn)生了很少的過熱。 這部分熱通過一個小熱 槽和一個散熱風扇使其保持平衡。 圖 每個直流電動機 注： PWM 信號電壓在 0 至 5V 之間。 微控制器 計算是由 Arduino Duemilanove 板和 ATmega328 微控制器 完成的 。該 電路板 具有 低功耗 和支持原始 PWM 信號的特點。 此外，它 還 有一個 適應快速變化的輸入端。 Arduino 的編程語言具有 C 語言的形式 。 這個電路板提供了簡易低成本的機器人開發(fā)電路 。 3 避障 的 模糊控制方案 為了 將 模糊邏輯 應用 于機器人運作，而開發(fā)了一個詮釋 測量距離 的設(shè)計 。雖然最終的算法在很大程度上取決于 該機器人本身以及它如何運作， 但還是要 遵循一些基本準則 的 。類似的研究項目既提供模擬結(jié)果及 模糊 控制的執(zhí)行 方法 。[3,4,5] 附屬 功能 由此引出了 三種 附屬 功能 ,它們分別是測量 距離 ，平移速度和旋轉(zhuǎn)速度。 他們由 2 各輸入 隸屬函數(shù)和 8 個輸出隸屬函數(shù)（圖 2） 組成 。三角形和梯形函數(shù)是專用的 ，因為它們 計算速 度 快，易于修改。保持計算時間到最低限度是必要的，以便多 組 數(shù)據(jù) 每秒 （大約每 40 毫秒 /個 ） 都可以得到分析 。 距離 隸屬函數(shù) 可以使來自 距離紅外傳感器的距離 信息 迅速 “ 模糊化 ” ，而 8 速模糊值函數(shù) 將其 轉(zhuǎn)換回準確 的 數(shù) 值。 基本規(guī)則 一旦輸入數(shù)據(jù)模糊化，模糊邏輯定義的 8 個規(guī)則（表一） 就被 執(zhí)行，以 便將 模糊值 分配 給 平移 速度和 旋轉(zhuǎn)速度。這導致每個組件的模糊輸出 有多個值 。 因此有必要采 用 每個組件的最 大 值作為模糊 值 。最后， 通過最大輸出 技術(shù)將 這些模糊輸出值 “ 解模糊 ” ，其結(jié)果是用來更新每個馬達的速度。 （一） （二） （三） 圖 函數(shù) 分別用來測量 （ 1）距離，（二）翻譯速度，以及（ c）轉(zhuǎn)動速度。 這些 函數(shù)從 參考 文獻 3 類似的 內(nèi)容中借鑒而來 。 表 1 用于控制 的 模糊邏輯規(guī)則庫 4 結(jié)果 該 設(shè)計使 模糊控制的機器人 能夠 迅速回應 檢測 到 的障礙。這使得它 能沿著墻壁和角落 行動而不會撞 擊 到 任何障礙 物 。然而，由于紅外傳感器的尺寸取決于周圍 物體 幾何 形狀 ，很多時候機器人 也 無法檢測 到 障礙 物 。例如，當紅外線光束擊中地面的 傾 斜 處事 ，則反映出遠離傳感器和不 認為是 一個 障礙 對象。此外， 使用有限數(shù)量的規(guī)則 可能限制 機器人 的一些反應 。有些文章建議多達 40 條 規(guī)則應加以 使用，而另一些傾向于 10 和 20 條 之間。由于該項 目不探索復雜的機器人運動學或模擬計算 ， 以至于 它是難以確定 到底有多少規(guī)則應該被使用。但是，作為一個模糊邏輯的宗旨測試導航助手，八個規(guī)則就足夠了。盡管有許多相似的問題，IR 和超聲波傳感器的距離有可靠地獲取 途徑 ，魯棒性模糊邏輯 通常 是 能夠 能防止機器人 跑向 障礙 物 。 5 結(jié)論 這有幾個簡單的改進 方法 可以 借鑒到 未來的迭代項目 中 以提高機器人的性能。最引人注目的將是 實現(xiàn) 紅外線或超聲波傳感器在伺服使他們能夠每次掃描一個完整的 180 度。然而，這種類型的改革可能會破壞一些模糊邏輯的 簡化 。另一個有用策略是使用一些 不同 的傳感器，使數(shù)據(jù) 獲 取多 元化 。該紅外傳感器 在設(shè)計中使用的 是 最小 測量 距離 為 10 厘米的，所以 很多障礙 在前面無法可靠地檢測到。同樣， 最大 測量 距離 是 80 厘米的 傳感器 也 是 對 遠處的物體 很難作出反應 。超聲波傳感器 在稍 微增加成本和反應時間 的同時， 可以 有效 增 大測量范圍 。最后， 定義更 多附屬 函數(shù)可以 改善 機器人的 反應 能力 。但是，這樣做將再次增加系統(tǒng)的復雜性。 因此，一個簡單的模糊控制 機器人的移動 方向和 移動速度 的 方案 ，通過本設(shè)計 成功 的 實 現(xiàn) 了 。在沒有經(jīng)過大量的其他方法的研究時， 很難確定這是否 是一個值得的方法 這是很明顯， 但是 模糊邏輯系統(tǒng)的設(shè)計 ， 提供了一 種 對某些層面的簡單 化 研究 的方法 。此外，它是一個 處理環(huán)境中 各種實際不確定性 的 新方法。 6 參考文獻 1 埃德 米賈姆希迪，注 Vadiee，并噸羅斯和控制，模糊邏輯：軟件和硬件應用，（普倫蒂斯霍爾：黃俊英，新澤西州） 292328。 2 同上， 232261。 3 輪候冊許，水庫草，和 YH 豐， “ 模糊控制結(jié)合被動移動機器人真實 /虛擬目標轉(zhuǎn)換 “ 戰(zhàn)略，機器人和自主系統(tǒng)， 23（ 3）， 171186 （ 1998 年）。 4 五圍和 ， “ 模糊邏輯控制的自主機器人為 ”2020 年年度 會議北美模糊信息處理學會， 337342（ 2020）。 5 答：馬丁內(nèi)茲，大腸桿菌 Tunstel 和 ， “ 模糊邏輯基礎(chǔ)的防撞為移動機器人 “Robotica ， 12（ 6） 521527（ 1994）。 6 輪候冊許，水庫草，和 YH 豐， “ 模糊控制結(jié)合被動移動機器人真實 /虛擬目標轉(zhuǎn)換 “ 戰(zhàn)略，機器人和自主系統(tǒng)， 23（ 3）， 171186 （ 1998 年）。
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