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研究生:陳威豪
研究生(外文):Wei-Hao Chen
論文名稱:改良式三節式機器人(一)站立及躺下控制設計
指導教授:王文俊王文俊引用關係
指導教授(外文):Wen-June Wang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:電機工程研究所
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:58
中文關鍵詞:模糊控制機器人站立躺下
外文關鍵詞:fuzzyrobot
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本論文是將模糊控制理論應用於改良式三節式機器人之姿態控制上。有二個關節各由一個直流馬達帶動其動作,在機器人頭部位置另有一直流馬達作為平面運動及站立與上下階梯時的輔助動作,並以PC來實現其控制目的,完成站立、躺下與上下階台等動作。本機器人之製作及控制由兩位同學合作完成,分別以改良式三節式機器人之站立及躺下控制設計與改良式三節式機器人之上下階台控制設計二本論文呈現。本論文主要探討改良式三節式機器人如何在不同的傾斜地面上保持平衡、站立及躺下等動作。在硬體方面,透過機器人底部所裝設的傾斜感測器、馬達後端裝置的數位編碼器(Encoder),可得知機器人底部和水平面的夾角及機器人各節之相對關係,擷取到的訊號經過電腦計算機器人之整體重心(Center of Gravity, COG),作動作評估及決策運算後下達控制命令至直流馬達,以完成預設姿態控制之動作。在位置與平衡控制方面主要是使用模糊控制器,使機器人能夠在不同傾斜地面上,皆能夠平穩順暢地站立與躺下。經由實驗結果,在不使用複雜的運動方程式下,成功地讓機器人平穩地完成站立及躺下的動作,並可以針對不同傾斜度的平面作重心修正,成功地驗證理論的實用性,達到理論與實作並重的理想。
摘要 Ⅰ
圖目錄 Ⅴ
表目錄 Ⅷ
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 論文目標 2
1.3 論文架構 3
第二章 機構設計理念 4
2.1 基本架構回顧 4
2.2 設計理念與構思 6
2.2.1 設計過程與想法 6
2.2.2 機構實現 10
2.3改良三節式機器人之硬體架構 11
2.4 PC平台之系統架構 15
第三章 行動策略 18
3.1重心考量 18
3.2 站立動作描述 19
3.3 站立行動策略 21
3.3.1 躬起控制 21
3.3.2 重心修正 23
3.3.3 平衡控制 25
3.4控制器設計 26
3.4.1 控制器的輸入和輸出 27
3.4.2 歸屬函數 28
3.4.3 模糊規則庫 30
3.4.4 模糊推論與解模糊化 32
3.5躺下控制 32
第四章 實驗結果與討論 33
4.1 實驗設計描述 33
4.1.1 實驗一:站立於平面 34
4.1.2 實驗二:站立於+4度的傾斜平面 37
4.1.3 實驗三:站立於-4度的傾斜平面 39
4.1.4 實驗四:零傾斜平面的躺下控制 41
第五章 結論 43
5.1困難度與解決方法 43
5.2 未來改進方向 44
5.3 結論 44
參考文獻 46
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論文,國立中央大學電機工程研究所, 2003年6月.
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