环境探测球形机器人的高性能运动控制研究

球形机器人具有结构紧凑、密封，运动灵活及"不倒翁"的自平衡性等特点，可用于传统移动机器人无法应用的场合进行环境探测，应用前景广阔。然而，由于球形机器人是一种特殊的非完整约束系统，因此其控制问题相当复杂，这从一定程度上阻碍了它的继续发展和应用。随着对球形机器人研究的深入，它的运动控制问题越来越引起人们的关注。基于此，本项目以环境探测球形机器人运动控制的实时性、高精度和高稳定性为研究目标，采用理论与实验相结合的方式，首先从理论上研究环境探测球形机器人的运动学和动力学建模及其逆解、运动规划、轨迹跟踪和反馈镇定方法，设计具有通用性、实时性和高稳定性的运动控制方案，然后根据已有的机器人样机设计闭环控制系统，并对所做的理论进行试验验证。以期通过此研究实现环境探测球形机器人的高性能运动控制，从而在理论和实用性上有效解决此类非完整约束系统的运动控制问题，推动非完整约束理论的发展和环境探测球形机器人的应用。