移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制研究綜述

丁慧　石世杰

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)和科技的高速發(fā)展，機(jī)器人科學(xué)的研究也有了顯著的進(jìn)步，移動(dòng)機(jī)器人作為機(jī)器人科學(xué)研究的一個(gè)重點(diǎn)方面之一，有著相當(dāng)大的發(fā)展空間。對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人來說，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是其核心部位，它對(duì)機(jī)器人能否良好的運(yùn)動(dòng)起到?jīng)Q定性的作用，因此，隨著科技的不斷發(fā)展，要求我們不斷探索、發(fā)展、完善移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。為了更全面深刻的研究移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制研究，我們可以基于移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)問題與不足，并提出改進(jìn)措施和創(chuàng)新思路。

關(guān)鍵詞：移動(dòng)機(jī)器人；運(yùn)動(dòng)控制；研究；創(chuàng)新

近年來移動(dòng)機(jī)器人的研究不斷進(jìn)步，國際上一些國家更是注重于移動(dòng)機(jī)器人的更高層次的發(fā)展，使得移動(dòng)機(jī)器人科學(xué)發(fā)展迅速。移動(dòng)機(jī)器人之所以受到世界各國的重視，主要是由于其運(yùn)用的廣泛性，例如，可用于軍事領(lǐng)域、航空領(lǐng)域、汽車行業(yè)、代替人類參與極限環(huán)境探險(xiǎn)、工廠工作等等。自從二十世紀(jì)八十年代美國制定地面無人作戰(zhàn)平臺(tái)以后，全世界便進(jìn)入了研究移動(dòng)機(jī)器人的高漲階段。

一、世界范圍內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人控制研究現(xiàn)狀

（一）國外移動(dòng)機(jī)器人研究現(xiàn)狀

在世界上，移動(dòng)機(jī)器人的研究最為先進(jìn)的是美國，目前美國制定的機(jī)器人研究計(jì)劃有，利用移動(dòng)機(jī)器人參與軍事活動(dòng)、太空探索、汽車行業(yè)、智能機(jī)器人，都具有極為先進(jìn)的思想，并且美國研制的機(jī)器人早在1997年就登上了火星，是人類機(jī)器人研究的極大進(jìn)步。日本制定的移動(dòng)機(jī)器人計(jì)劃是極限環(huán)境探索，為人類探索極為惡劣的環(huán)境提供了便利。德國研發(fā)的智能機(jī)器人在1998年就表現(xiàn)尤為出色，體現(xiàn)了其先進(jìn)的移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)，也是科技的又一新進(jìn)步。

（二）國內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人研究現(xiàn)狀

我國近年來也加大了對(duì)移動(dòng)機(jī)器人控制的研究，因?yàn)檠芯枯^晚，機(jī)器人研究經(jīng)驗(yàn)不足，所以在很多方面存在不足，主要是研究方向單一，大項(xiàng)目啟動(dòng)困難。目前，我國移動(dòng)機(jī)器人研究成果有：清華大學(xué)1994智能機(jī)器人研制成功，使得我國移動(dòng)機(jī)器人控制研究取得了突破性的進(jìn)展。此外，我國其他研究機(jī)構(gòu)，例如，上海交通大學(xué)研究所在移動(dòng)機(jī)器人控制方面取得較大成就。就目前來看，我國移動(dòng)機(jī)器人控制雖然有了顯著的發(fā)展，但與美國、日本、德國移動(dòng)機(jī)器人研究仍有較大差距，所以為了更好的發(fā)展機(jī)器人事業(yè)，我們應(yīng)該做出機(jī)器人研究規(guī)劃，促進(jìn)移動(dòng)機(jī)器人事業(yè)的發(fā)展。

二、移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制發(fā)展策略

（一）移動(dòng)機(jī)器人自我定位策略

所謂移動(dòng)機(jī)器人就是讓機(jī)器人本身具有安全移動(dòng)的功能，要使其安全移動(dòng)，首要的是明確其自身的位置，基于此目標(biāo)，我們?cè)谘芯康倪^程中要解決好這一問題，改進(jìn)完善移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。為了做好移動(dòng)機(jī)器人子自我定位，研究工作者，有必要精確各項(xiàng)數(shù)據(jù)，形成合理的運(yùn)動(dòng)路徑規(guī)劃。移動(dòng)機(jī)器人是在事先設(shè)定程序的情況下做出的全自動(dòng)化的運(yùn)動(dòng)，所以我們必須進(jìn)行各項(xiàng)功能的研究，再集中數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。

（二）應(yīng)加大移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的研究力度

隨著科技的高速發(fā)展，我國應(yīng)加大對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的資本投入?，F(xiàn)階段移動(dòng)機(jī)器人最核心的部位運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)還處于發(fā)展階段，研究力度也較小，長此以往移動(dòng)機(jī)器人科技將止步不前，落后于世界各國。針對(duì)這一問題，我國應(yīng)大力培養(yǎng)機(jī)器人研究人才，我國的機(jī)器人研究大都在一些高等院校，為了更好的發(fā)展機(jī)器人事業(yè)，我國應(yīng)設(shè)立專門的機(jī)器人研究所，提供先進(jìn)設(shè)備，為機(jī)器人研究提供基礎(chǔ)保障。

（三）應(yīng)加大國際間移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制交流

我國機(jī)器人事業(yè)起步較晚，經(jīng)驗(yàn)較少，我們需要借鑒別國發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，避免過多的遇到研究瓶頸。在此基礎(chǔ)上我們可以創(chuàng)新研究思路，形成本國獨(dú)有的機(jī)器人研究技術(shù)，擁有與別國競爭的科技，一方面可以促進(jìn)我國的機(jī)器人研究，另一方面利用機(jī)器人更好的建設(shè)我國基礎(chǔ)設(shè)施。

（四）移動(dòng)機(jī)器人的研究可以借助萬眾創(chuàng)新思維

隨著機(jī)器人研究的不斷深入，遇到的問題越來越多，面臨的挑戰(zhàn)也越來越嚴(yán)峻。然而科技的發(fā)展需要一個(gè)漫長的過程，所以為了更好的發(fā)展機(jī)器人科技，我們?cè)诳萍悸浜蟮那闆r下，可以轉(zhuǎn)為發(fā)展創(chuàng)新產(chǎn)品，從創(chuàng)新方面取得先進(jìn)地位。要做到創(chuàng)新，我們可以激發(fā)全國人民的創(chuàng)新意識(shí)，可以在眾多高校設(shè)立創(chuàng)新大賽，選拔優(yōu)秀作品。創(chuàng)新產(chǎn)品在一定情況下比科技更為重要，是科技發(fā)展的載體，所以發(fā)展創(chuàng)新產(chǎn)品也是我國機(jī)器人科技發(fā)展的另一出路。

三、移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制研究的重大意義

（一）移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制研究有利于推進(jìn)機(jī)器人科技的進(jìn)步

目前，我國機(jī)器人技術(shù)相比美、日等國家較為落后，對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的大力研究有利于我國機(jī)器人事業(yè)的發(fā)展，能使我國機(jī)器人科技更上新一個(gè)臺(tái)階。如果能研制出更為精確、科學(xué)、先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，將能適應(yīng)現(xiàn)代高科技的要求，追上科技進(jìn)步的步伐，在機(jī)器人研究領(lǐng)域具有深刻的意義。

（二）移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制研究有利于帶動(dòng)其他科技的進(jìn)步

在高科技的時(shí)代，人們的生活中充斥著各種各樣的智能電器產(chǎn)品，但隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于生活質(zhì)量的要求也越來越高，這對(duì)于各國的科技經(jīng)濟(jì)來說是重大的機(jī)遇，移動(dòng)機(jī)器運(yùn)動(dòng)控制的研究，將不斷創(chuàng)造出高科技產(chǎn)品，將機(jī)器人和其他高科技產(chǎn)品結(jié)合起來將促進(jìn)新科技的產(chǎn)生，例如，將移動(dòng)機(jī)器人和汽車科技聯(lián)系起來，使得汽車科技更為先進(jìn)，汽車產(chǎn)品更具競爭力。

移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制作為機(jī)器人研究的一個(gè)重點(diǎn)，其發(fā)展?jié)摿薮?，但由于科技水平的限制，其發(fā)展面臨較大的挑戰(zhàn)，需要不斷探索，不斷完善，進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)。不可否認(rèn)移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的研究任重而道遠(yuǎn)，需要國家的不斷支持，需要我們的研究工作者細(xì)致認(rèn)真的研究，對(duì)于人才的科學(xué)素養(yǎng)有極高的要求。移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的研究不僅能提高我們?cè)谑澜绺鲊械目萍嫉匚?，也能帶?dòng)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為了更好的發(fā)展機(jī)器人科技，我們要不斷發(fā)揮創(chuàng)新意識(shí)，利用機(jī)器人科技帶動(dòng)整個(gè)社會(huì)的不斷進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭一力，孫漢旭，劉晉浩等.球形移動(dòng)機(jī)器人基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的反饋線性化運(yùn)動(dòng)控制研究與實(shí)驗(yàn)[J].機(jī)器人，2012，34（4）：455-459.

[2]匡建輝，楊宜民.基于模糊PD控制的四輪驅(qū)動(dòng)全向移動(dòng)機(jī)器人速度補(bǔ)償控制器研究[J].計(jì)算技術(shù)與自動(dòng)化，2011，30（1）：21-25.

[3]姚冬冬，閔華松.三輪全向移動(dòng)機(jī)器人的研究與設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2013，34（6）：2163-2169.

[4]田琦，李琪，姚鵬等.基于模糊PID的全方位移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制[J].電子科技，2011，24（9）：131-133，139.