【正文】 but it provides very primitive functions and is more like a demonstration rather than a simulator. Some other robot simulators, such as Ropsim [3], ThreeDimSim [5], and RPG Kinematix [6], are not specially designed for the development of autonomous navigation algorithms of mobile robots and have very limited functions. Among all the mercial simulators, Webot from Cyberbotics [4] and MRS from Microsoft are powerful and better performed simulators for mobile robot navigation. Both simulators, . Webots and MRS, provide powerful interfaces to build mobile robots and environments, excellent 3D display, accurate performance simulation, and programming languages for robot control. Perhaps due to the powerful functions, they are difficult to use for a new user. For instance, it is quite a boring job to build an environment for visual utilities, which involves shapes building, materials selection, and illumination design. Moreover, some robot development kits have builtin simulator for some special kinds of robots. Aria from Activmedia has a 2D indoor simulator for Pioneer mobile robots [8]. The simulator adopts feasible text files to configure the environment, but only support limited robot models. However, the majority of mercial simulators are not currently supporting On the other hand, Matlab programming that provides a good support in matrix puting, image processing, fuzzy logic, neural work, etc., and can dramatically re。 (iv) the transient state is difficult to track precisely。 (ii) the untested algorithm may damage the robot during the experiment。圖形的拖套接口被需要 ； (三 )在一些環(huán)境復(fù)雜的直觀視圖，觀察模擬的計(jì)算成本高昂，并使模擬很慢； (四 )板載的攝像機(jī)現(xiàn)場不會(huì)顯示在真正的時(shí)間；并在此版本中支持 (五 )只有一個(gè)機(jī)器人。所有上述職能的模擬器了已經(jīng)經(jīng)過設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)是顯示模擬器是可行的、有用的和準(zhǔn)確的 2D 室內(nèi)機(jī)器人導(dǎo)航。此函數(shù)是重要的視覺基于算法的實(shí)驗(yàn)。 圖 5 暫時(shí)性錯(cuò)誤輸出 本文介紹了一種新型的模擬器，基于 MATLAB 代碼，并允許用戶調(diào)試 MATLAB 他們導(dǎo)航算法、室內(nèi)環(huán)境、集噪聲，觀察模型、建設(shè)與不同的驅(qū)動(dòng)機(jī)制、傳感器內(nèi)部和外部傳感器的機(jī)器人模型。模擬器使所有正在運(yùn)行的結(jié)果，所設(shè)計(jì)和這些結(jié)果也適合真正的機(jī)器人，引用所給 予的結(jié)果。 最后，一個(gè)簡單的同時(shí)定位映射 (SLAM)算法 [10]中提出了在運(yùn)行和發(fā)達(dá) 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 35 的模擬器。該錯(cuò)誤是可以接受的考慮的三角剖分的不明朗因素。然后，觀察仿真模塊是離線處理的拍攝的影像，航行期間生成的測試。它可靠地避免了一切障礙。即是說，機(jī)器人向前除非內(nèi)置避免模塊所需的控制，以避免附近的障礙。通過分析的數(shù)據(jù)和意見，實(shí)時(shí)視頻流和噪聲生成模塊完美和提供不如我們預(yù)料的結(jié)果。顛簸的反應(yīng)模塊工作正常，并使機(jī)器人停止時(shí)撞到環(huán)境中的任何對象。換句話說，只能向前移動(dòng)機(jī)器人。因此，這個(gè)試驗(yàn)的目的是要單獨(dú)測試模擬器的功能模塊，然后運(yùn)行測試的總體性能模擬器中的真正的滿貫算法。后導(dǎo)航，這些數(shù)據(jù)將輸出，以及一些基本的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。在圖 4 中所示 的方法被執(zhí)行的計(jì)算和繪圖的當(dāng)前幀 在每個(gè)循環(huán)周期， DrawRobot 函數(shù)轉(zhuǎn)換和旋轉(zhuǎn)分別存儲在矢量 Rob，真正的姿勢和定位結(jié)果顯示的形狀和繪制具有不同的填充陰影或顏色的結(jié)果。模擬器將這些數(shù)據(jù)與當(dāng)前框架的圖像繪制，并刷新輸出圖像。 視頻實(shí)際上是由一系列的靜態(tài)圖像的快速更新執(zhí)行的。關(guān)于繪制的源代碼基于貝利的開放源碼 [7]。在某一 時(shí)刻的功能觀察薄的直線，與橢圓交叉快遞中心映射的不確定性。 DrawImage(l_noise, obv, map, m_noise)。 [map,m_noise] = call(users_mapbuilding)。 obv = getObservation(tpose, beacons)。 loop for every 40 ms control = call(users_Control)。 DrawRobot(Rob,[0,0,0],[0,0,0])。 Wall = BuildWall(wall_Para)。 3（ a） 整體 視圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 33 3（ b）擴(kuò)大后的一部分 圖 3 模擬器的視圖 圖 4 輸出視頻 寬直線表示墻的環(huán)境；圖 3(b)在左邊的輪是機(jī)器人的真實(shí)位置和右邊是{Routine Refresh: calculation the current drawing } {all parameters} = getParameter(configure_file)。實(shí)時(shí)視頻提供直接視圖如何算法執(zhí)行，而輸出數(shù)據(jù)的模擬提供精確的記錄。 用戶 子例程，因此獲得性的觀察圖像只是這樣從板載的相機(jī)，在現(xiàn)實(shí)世界中?；谝曈X算法模擬，明晰的環(huán)境包含的圖像文件的不同地點(diǎn)的場景。 真正的機(jī)器人姿態(tài)和信標(biāo)的安排，很容易推斷出可以檢測機(jī)器人，以及距離和方向觀察到的信號。觀察模擬模塊（ OSM）被迄今。 通常情況下，機(jī)器人獲得使用其板載的傳感器，內(nèi)部的里程、外部聲納、 CCD 相機(jī)等數(shù)據(jù)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 31 圖 2 障礙避免模塊 數(shù)據(jù)融合是模擬器的另一個(gè)子程序，可供用戶使用。用戶導(dǎo)航算法是作為 MATLAB 功能測試，稱為 OAM 研究報(bào)告提出的。機(jī)器人姿態(tài)表示如 X = [x y θ]在 x、 y 和 θ分別指示笛卡 爾坐標(biāo)和方向。沒有此功能，機(jī)器人可以去穿墻而過像幽靈一樣，如果用戶關(guān)閉 OAM 和機(jī)器人在程序中有一些錯(cuò)誤。但該模擬器還允許用戶關(guān)閉此功能，并建立自己的客戶之一的 OAM 子例程。盡管障礙避免模塊安全模塊是重要的它不是本文中討論。 國家合作框架還定義了一些設(shè)置相關(guān)的運(yùn)行，如機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和跟蹤的方式顯示，觀察的交換機(jī)的模擬顯示，戰(zhàn)略的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)等。這些數(shù)據(jù)是內(nèi)部模塊用于構(gòu)建系統(tǒng)和觀察的模型。非可視的燈塔，例如反光的極地的激光掃描儀， P 計(jì)算元素，這是非法的 am 圖像指針。每一對環(huán)境中定義的點(diǎn)和程序配置模塊連接點(diǎn)與直線的連續(xù)劇，視為在墻上的這些行。在圖 1 中的灰色塊是在模擬器中集成的客戶子例程。模擬器調(diào)用這些子例程，并使用結(jié)果來控制的移動(dòng)機(jī)器人。使用客戶配置文件，用戶可以描述環(huán)境 (墻壁、走廊、門口、障礙和信標(biāo)）、解釋系統(tǒng)和控制模型、在不同步驟中定義的噪音和做一些模擬器設(shè)置。某些參數(shù)和設(shè)置由用戶定義的該接口模塊和文件可以獲取這些定義。本節(jié)的其余部分將說明模擬器中的詳細(xì)信息的模塊。這些模塊中，已做了一些基本的簡單的分析。 ? 整個(gè)運(yùn)行過程中，包括瞬變和平均本地化錯(cuò)誤的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。 ? 實(shí)時(shí)顯示正在運(yùn)行的處理和意見。如果機(jī)器人觸摸 墻 ，模擬器可以停止機(jī)器人，即使它由其他模塊向前移動(dòng)所吩咐。 ? 觀察模型設(shè)置 ；模擬計(jì)算的機(jī)器人可以看到的可以依法精確的機(jī)器人姿態(tài)、攝像機(jī)，參數(shù)和環(huán)境的圖像幀。最后，第五節(jié)介紹了一個(gè)簡短的結(jié)論和潛在的未來工作。第三部分描述了擬議的模擬器的用戶界面。 剩下的紙分為如下所示。使用此模擬器，我們可以營造環(huán)境、選擇參數(shù)、建立子例程和在屏幕上顯示輸出。 本文介紹了一種基于 MATLAB 的模擬器與 MATLAB 代碼，完全兼容，使機(jī)器人進(jìn)行調(diào)試他們的代碼，并方便地做實(shí)驗(yàn)，對他們的研究第一階段的研究人員。例如，矩陣的逆操作可能需要功能有數(shù)百行；但在MATLAB 中有一個(gè)簡單的命令。模擬器采用可行的文本文件 ，以配置的環(huán)境，但只支持有限的機(jī)器人模型。此外，一些機(jī)器人開發(fā)工具包具有內(nèi)置的模擬器的幾種特殊的機(jī)器人。也許由于以強(qiáng)大的功能，他們很難使用新的用戶。 商業(yè)的模擬器，從 Cyberbotics[4] Webot 和太太從 Microsoft 功能非常強(qiáng)大，更好地執(zhí)行移動(dòng)機(jī)器人的導(dǎo)航的模擬器。 Bugworks 是非常簡單的模擬器提供拖就地界面 [2]；但是，它提供了非常原始的功能，更像是示范，而不是模擬器。例如，MOBOTSIM 是 2D 模擬器的窗口，它提供了一個(gè)圖形界面，以構(gòu)建環(huán)境 [1]。它還應(yīng)具有各種算法的柔性和友好用戶界面。好的模擬器可以提供許多不同的環(huán)境，以幫助研究人員能夠找出他們在不同種類的移動(dòng)機(jī)器人的算法中存在的問題。這是因?yàn)?(一 )機(jī)器人價(jià) 格膨脹 ； (二 )未經(jīng)測試的算法可能會(huì)損壞的機(jī)器人在實(shí)驗(yàn) ；(三 )困難的構(gòu)建與交互系統(tǒng)模型下噪聲背景下； (四 )的瞬時(shí)狀態(tài)很難跟蹤準(zhǔn)確 ； (五 )和度量單位以外部的信標(biāo)隱藏在實(shí)驗(yàn)中，但此信息通常有助于調(diào)試和更新的算法。 關(guān)鍵字：移動(dòng)機(jī)器人，導(dǎo)航，模擬器， MATLAB 導(dǎo)航是核心能力的移動(dòng)機(jī)器人。構(gòu)建機(jī)器人模型和室內(nèi)環(huán)境模型，包括進(jìn)行測試算法的目視觀測，它提供了一個(gè)簡單的用戶界面。不幸的是，大多數(shù)商業(yè)機(jī)器人模擬器不支持 Matlab。 我還要感謝同組的各位同學(xué)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝。同 時(shí)感謝張玉萍老師對我的設(shè)計(jì)做了細(xì)心的檢查，指出錯(cuò)誤，并予以改正，并在設(shè)計(jì)過程中所遇到的難題都給了非常重要的意見，讓我在她 的悉心幫助和支持下，能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，理解畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 總體而言，串級控制系統(tǒng)是改善控制質(zhì)量的有效方法之一，在過程控制中得到了廣泛的應(yīng)用。串級控制的副回路對于進(jìn)入其中的擾動(dòng)具有較強(qiáng)的抑制能力。在相同衰減比的條件下，串級系統(tǒng)的工作頻率要高，系統(tǒng)工作頻率提高，操作周 期就可以縮短，過度過程的時(shí)間相對也將縮短，因而對于反應(yīng)釜釜底溫度的控制質(zhì)量獲得的改善。 在本次設(shè)計(jì)中，應(yīng)用的串級控制系統(tǒng)對于擾動(dòng)的處理非常合理，可以更好的處理系統(tǒng)的擾動(dòng)因素。 ，精度指標(biāo)的課題設(shè)計(jì)。因此，針對需求利用串級控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)化學(xué)反 應(yīng)釜很有必要?；どa(chǎn)經(jīng)常在高溫、高壓、易燃、易爆等環(huán)境下運(yùn)行，生產(chǎn)的安全性至關(guān)重要。其些生產(chǎn)過程往往伴隨物化反應(yīng)、生化反應(yīng)、相變過程等，過程機(jī)理十分復(fù)雜。主、副調(diào)節(jié)器參數(shù)整定好以后系統(tǒng)輸出圖如圖 413 所示： 圖 413 升溫和恒溫階段 階躍響應(yīng)曲線圖 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 23 結(jié)合以上階躍曲線以及主、副調(diào)節(jié)器參數(shù)整定，得出反應(yīng)全過程曲線圖，如圖 414 所示 ： 圖 414 反應(yīng)全過程曲線圖 本章小結(jié) 本章介紹了模擬 PID 算法與規(guī)律，進(jìn)行了基于 MATLAB 的反應(yīng)釜串級溫度控制系統(tǒng)仿真與 PID 調(diào)節(jié)，完成 了課題要求的功能指標(biāo)與技術(shù)指標(biāo)。1s、 T1s 值，結(jié)合選定的衰減曲線法已給定單位調(diào)節(jié)規(guī)律，按衰減曲線法整定參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式，算出主、副調(diào)節(jié)器的整定參數(shù)值。此時(shí)主回路的仿真曲線如圖 410 所示： 哈爾濱工業(yè)大學(xué) 華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文） 21 圖 410 主回路 4:1 反應(yīng)曲線圖 按已求得的 amp。2s 上，把副回路作為一個(gè)環(huán)節(jié)，用同樣的方法整定主回路的參數(shù)，求的 amp。根據(jù)相關(guān)規(guī)定 ， 副調(diào)節(jié)器一般只采用比例調(diào)節(jié)器，因此副調(diào)節(jié)器 可以只采用 P2=的比例調(diào)節(jié)器