模糊控制用于機器人避障-資料下載頁
2025-07-07 16:30本頁面
【正文】 接詞“also”進行取并的方法得到，即 最后求得的推理結(jié)論為。合成運算“”采用了Mamdani最大最小法。 雖然總的蘊涵關(guān)系R由全部56個蘊涵關(guān)系構(gòu)成，但每一組輸入量并不能把他們?nèi)考せ?。為減少計算量，只根據(jù)輸入量用被激活的控制規(guī)則進行近似推理，而不用計算由1到56的全部。..6 解模糊通過模糊推理得到的結(jié)果是一個模糊集合，不能直接作用于被控對象。實際控制中過程中，必須要有一個確定值才能控制或驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。這一把模糊推理結(jié)果轉(zhuǎn)換為確定數(shù)值的過程就是解模糊，或是清晰化[15]。解模糊的作用就是將輸出的模糊集合映射到一個個確定的點，其方法與隸屬函數(shù)的選擇及模糊推理方法有關(guān)。在Matlab中提供了五種解模糊的方法：面積重心法、面積等分法、最大隸屬度平均法、最大隸屬度取小法和最大隸屬度取大法。本設(shè)計選取了重心法，該方法也稱為質(zhì)心法或面積中心法，是所有解模糊方法中較為直觀合理較為流行的方法，其數(shù)學(xué)表達式為： 其中，A(u)是論域U上集合A的隸屬函數(shù)，表示輸出模糊子集所有元素的隸屬度值在連續(xù)論域上的代數(shù)積分，而得取之是表示左右兩邊的面積值相等。這種方法計算較為復(fù)雜，但它包含了輸出模糊子集的所有元素信息，較為精確。輸出模糊量經(jīng)上述方法解模糊后，再經(jīng)過線性制度變換后即可輸出到直流電機，對機器人進行轉(zhuǎn)向控制。4 仿真實驗?zāi)：刂破髟O(shè)計完成后，需要連接到模糊控制系統(tǒng)中仿真，以檢驗其是能否有效完成控制要求。要建立模糊控制系統(tǒng)，首先要建立起系統(tǒng)中各部分，即各個模塊，然后連接它們組成模糊控制系統(tǒng)。在Matlab中的Simulink是一個專門用于對各種動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真和分析的軟件包，能夠很容易的簡歷控制系統(tǒng)模型。但其中并未包含有關(guān)移動機器人的仿真模塊，因此需要自行建立。根據(jù)前文設(shè)計，編輯完成了如附錄一的仿真程序。程序主要包含三個部分：主函數(shù)，超聲波傳感器的模擬，模糊控制器仿真?，F(xiàn)對各部分程序說明如下:(a) 主函數(shù) 主函數(shù)包含機器人避障和行進軌跡的全部算法，是仿真程序的核心部分。其運算流程圖如下。開始是否到達終點檢測障礙物和方位角，控制機器人移動計算新坐標(biāo)，計數(shù)加1結(jié)束NY 機器人行進軌跡運算流程開始輸入地圖參數(shù)，起始點坐標(biāo)，目標(biāo)點坐標(biāo)，基本步長。對超聲波傳感器和方位傳感器設(shè)置，對模糊控制器輸入變量和行進軌跡的點坐 賦初值是否有障礙物？是否有A類障礙？是否有B類障礙？按無障礙規(guī)則處理按兩類障礙情況同時存在規(guī)則計算按B類障礙規(guī)則處理是否到達終點？按A類障礙規(guī)則處理結(jié)束NYYYYNNN 主函數(shù)流程(b) 超聲傳感器的模擬 由于用函數(shù)模擬的超聲傳感器是理想的，不存在幻影現(xiàn)象等引起的誤差，因此程序中，機器人只有三只超聲傳感器，其探測方向分別是機器人正前方和其左右45176。方向。此外，針對障礙物邊界的不同，模擬超聲傳感器有不同的計算函數(shù)。因此在主函數(shù)中，要先分析障礙物屬性，再進行測距。(c) 模糊控制器 這一部分對整個模糊控制器進行了描述，包括輸入輸出變量模的模糊化，模糊規(guī)則，解模糊方法和輸入輸出變量的隸屬函數(shù)。 程序編寫完后，輸入到Matlab中，形成m文件，進行調(diào)試。調(diào)試成功后即可給定程序中障礙物位置參數(shù)、起點坐標(biāo)、終點坐標(biāo)及步長，進行仿真試驗。 ： 機器人闖過障礙則系統(tǒng)報錯，重新規(guī)劃路徑 6. 結(jié)論智能小車運動過程中所遇到的障礙物具有不可預(yù)測性，其數(shù)學(xué)模型難以確定，因此在避障方式上采用模糊控制是適用的。模糊控制作為一種非線性控制，已經(jīng)成為實現(xiàn)智能控制的一種重要而有效的形式。基于模糊邏輯推理的避障設(shè)計對于小車遇見突發(fā)性障礙物后的避障行為控制尤為適宜，且控制方法靈活，可根據(jù)仿真效果修改相應(yīng)的參數(shù)和模糊推理規(guī)則。但考慮到單片機的處理能力和實時性要求，本文所采用的模糊控制規(guī)則仍較為簡單，而且沒有使用模糊矩陣進行運算。在處理器功能更加完善的情況下，應(yīng)增加模糊控制規(guī)則，引人矩陣運算，提升控制效果。[1]付宜利，顧曉宇，王樹國．基于模糊控制的自主機器人路徑規(guī)劃策略研究[J]．機器人，2004，26(6)：548—552．[2]韓峻峰，李玉惠．模糊控制技術(shù)[M]．重慶：重慶大學(xué)出版社，2003．[3]劉喜昂，周志宇．基于多超聲傳感器的機器人安全避障技術(shù)[J]．測控技術(shù)，2004，23(3)：71—73．[4]尚文，馬旭東，戴先中．融合多傳感器信息的移動機器人自定位方法[J]．東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004，34(6)：784—788． 21
數(shù)學(xué)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1