模糊控制用于機(jī)器人避障-文庫吧資料
2025-07-13 16:30本頁面
【正文】 。這里使用連續(xù)型論域，采用簡單線性化處理方法，對個輸入量進(jìn)行模糊語言描述，如下： 距離輸入變量：d={近，遠(yuǎn)}={near，far}； 目標(biāo)方位輸入變量：tg={左大，左中，左小，前，右小，右中，右大}={lb，lm，ls，zo，rs，rm，rb}； 輸出轉(zhuǎn)向角變量：sa={左轉(zhuǎn)，左中轉(zhuǎn)，左稍轉(zhuǎn)，直走，右稍轉(zhuǎn)，右中轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)}； ={tlb，tlm，tls，tz，trs，trm，trb}；模糊分割是指模糊語言對所在論域的劃分，決定了模糊控制的精細(xì)化程度。因此模糊控制器輸入變量為四個，分別是：dr，dc，dl和tg；模糊控制器的輸出變量有一個，即機(jī)器人轉(zhuǎn)向角sa。因此，我們選取超聲傳感器及方位傳感器采集的外部環(huán)境信息作為模糊控制器的輸入，模糊控制器的輸出則是機(jī)器人的方向控制。躲開障礙物后，繼續(xù)根據(jù)方位探測器測得夾角tg控制機(jī)器人向目標(biāo)點移動。若超聲波傳感器未探測到障礙物信息或探測到的障礙物距離較遠(yuǎn)時，則根據(jù)方位傳感器探測到的機(jī)器人航向和目標(biāo)到機(jī)器人連線的夾角tg進(jìn)行轉(zhuǎn)向，控制機(jī)器人向目標(biāo)點移動。用于獲得機(jī)器人航向與目標(biāo)到機(jī)器人連線的夾角，引導(dǎo)機(jī)器人向目標(biāo)點運(yùn)動。180176。每組傳感器由兩支三只超聲波傳感器組成，分別取測得最小數(shù)值作為該方向上障礙物的距離。為了解決這種現(xiàn)象所帶來的誤差，本設(shè)計使用多個傳感器來補(bǔ)償，抵消幻影現(xiàn)象帶來的誤差。控制器調(diào)節(jié)器計時器振蕩器接收檢測換能器障礙物 雖然超聲波傳感器有眾多優(yōu)點，但也存在一定的不穩(wěn)定性，超聲傳感器的幻影現(xiàn)象。常用于避障機(jī)器人的傳感器有超聲波傳感器，紅外傳感器，激光傳感器，CCD視覺傳感器等。xoy為固定的全局坐標(biāo)系，設(shè)定目標(biāo)點坐標(biāo)為（XG,YG）,在任一時刻，小車位置為（x(t),y(t)）,航向為，步長為step，當(dāng)前航向與小車質(zhì)心到目標(biāo)連線的的夾角為tg，轉(zhuǎn)向角為sa。對應(yīng)不同的動作行為，左、右驅(qū)動電機(jī)的速度會有不同，必須預(yù)先計算速度值做成查詢表。模糊控制器根據(jù)設(shè)定規(guī)則得到動作行為編碼，該編碼實際上也代表了一個模糊動作行為，其動作行為的執(zhí)行由電機(jī)控制器控制電機(jī)完成。最終依據(jù)這個結(jié)果查詢避障動作行為。小車轉(zhuǎn)動的基本規(guī)則是，當(dāng)探測到小車左(右)和前方出現(xiàn)障礙物時，小車應(yīng)及時轉(zhuǎn)向右(左)方向，并依據(jù)目標(biāo)方位決定轉(zhuǎn)動角的大小。這幾條規(guī)則控制智能機(jī)器人轉(zhuǎn)向目標(biāo)位置：1：if X1 is FAR and X2 is FAR and X3 is FAR and X4 is LB then Y is TLB：2：if Xl is FAR and X2 is FAR and X3 is FAR and X4 is LS then Y is TLS；3：ff X1 is FAR and X2 is FAR and X3 is FAR and X4 is Z then Y is TZ；4：if X1 is FAR and X2 is FAR and X3 is FAR and X4 is RS then Y is TRS；5：if Xl is FAR and X2 is FAR and X3 is FAR and X4 is RB then Y is TRB：當(dāng)探測到障礙物接近智能機(jī)器人時，小車應(yīng)改變運(yùn)動軌跡，以避免碰撞。2)定義模糊控制集合在距離描述上采用如下模糊集合：{Near，F(xiàn)ar}={“近”，“遠(yuǎn)”}，論域范圍為(O～6 m)；目標(biāo)定位變量X4的模糊語言描述為{LB，LS，Z，RS，RB}={‘‘左大”，“左小”，“零”，“右小”，“右大”}，論域范圍為(一1800，1800)；輸出變量Y的模糊語言描述為{TLB，TLS，TZ，TRs，TRB}={“左大”，“左小”，“零”，“右小”，“右大”}，論域范圍為(一300，300)。當(dāng)目標(biāo)在智能機(jī)器人右前方時，目標(biāo)定位X4為正，否則x4為負(fù)；當(dāng)智能機(jī)器人轉(zhuǎn)向右時，轉(zhuǎn)向角Y定義為正，當(dāng)轉(zhuǎn)向左時，Y定義為負(fù)。1)確定系統(tǒng)的輸入、輸出設(shè)置模糊控制器的輸入變量為XX2,X3和X4，輸出Y。模糊推理是模糊控制器的核心，它具有模擬人的模糊概念推理能力，輸入量經(jīng)由模糊推理得到模糊量控制量；再經(jīng)過解模糊變換為用于實際控制的清晰量，作用于被控對象。首先把輸入的精確量轉(zhuǎn)換成模糊量。 2模糊控制器設(shè)計，其與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)最大的區(qū)別在于采用了模糊控制器（）。模糊推理決策機(jī)構(gòu)的主要功能是模仿人的思維特征，根據(jù)總結(jié)人工控制策略取得的語言控制規(guī)則進(jìn)行模糊推理，并決策出模糊輸出控制量。模糊輸入接口的主要功能是實現(xiàn)精確量的模糊化，即把物理量的精確值轉(zhuǎn)換成語言變量值?？偟恼f來模糊控制具有以下特點：1)不依賴于被控對象的精確數(shù)學(xué)模型，易于對不確定性系統(tǒng)進(jìn)行控制；2)易于控制、易于掌握的較理想非線性控制器，是一種語言控制器
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