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1.2 模糊控制的设计思想
常规的模糊控制器是以某一变量的变化和变化率作为输入量而构成的二文模糊控制器。在该控制系统中,将传感器(3组红外线测距传感器)所检测到的障碍物距离变化量和方位角变化量作为输入量,通过模糊化、模糊推理、反模糊化得到一个角度变化量作为输出量, 再转变成角速度和控制时间来实现对前轮方向控制电机的控制,以实现对移动机器人前进方向的控制[5]。
1.3 模糊控制器的设计
为了使移动机器人能自动避障行走,就必须装备测距系统,以使其及时获取障碍物的距离信息(距离和方向)。本移动机器人采用的三方向( 前、左、右)超声波测距系统,为机器人了解其前方、左侧和右侧的环境提供了运动距离信息。在行走过程中,机器人根据其超声波数据和自身的运动状态来修正运动位姿,并进行运动参数设置或状态变换,且在避开障碍物后,能返回设定运动路线上继续移动。建立移动机器人的避障模糊控制模型如图3所示。
图1.1移动机器人的避障模糊控制模型图
在模糊控制器设计中,重要的是控制算法的设计,合理的算法有利于提高模糊控制器的计算速度。基于控制要求,避障模糊控制器共有4个输入和2个输出,4 个输入分别是机器人与障碍物的距离Ei(i=1,2,3,分别代表与前方、左方、右方的障碍物间的距离)和移动机器人的速度v;两个输出分别为移动机器人的转向角 和加速度a。设障碍物距离Ei(i=1,2,3,E1、E2、E3分别表示前方、左方、右方的障碍物距离)的变化范围为[0
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