[发明专利]一种轮腿式移动机器人蠕动的控制系统及其控制方法

权利要求书

1.轮腿式移动机器人蠕动的控制系统，其特征在于，包括速度传感器、比较器、微分器、模糊控制器、保留器、下一级控制器、驱动车轮和制动车轮,所述比较器与所述微分器连接，所述微分器与所述模糊控制器连接，所述模糊控制器和所述保留器均与所述下一级控制器连接，所述下一级控制器与所述驱动车轮、所述制动车轮连接，所述驱动车轮、所述制动车轮与所述速度传感器连接，所述速度传感器与所述下一级控制器连接，其中与所述制动车轮连接的所述速度传感器还与所述比较器连接；

所述速度传感器用于测得车轮实际线速度；

所述比较器用于计算制动车轮线速度误差；

所述微分器用于计算线速度误差变化率；

所述模糊控制器用于模糊推理得到车轮滑转率调节增量；

所述保留器用于保存上一次滑转率目标值；

所述下一级控制器用于控制车轮转速以使车轮达到目标滑转率；

所述驱动车轮和制动车轮为控制系统的控制对象。

2.根据权利要求1所述的轮腿式移动机器人蠕动的控制系统的控制方法，具体包括以下步骤：

(一)利用所述速度传感器获取机器人蠕动过程制动车轮的线速度，并得到制动车轮平均线速度v＝Σv_i/j,j为制动车轮数量，规定机器人后退方向速度符号为负，所述比较器的两个输入量分别为机器人制动车轮的实际线速度和目标线速度0，并通过比较器和微分器计算得到制动车轮的线速度误差e＝v-0＝v和线速度误差变化率

(二)把获得的制动车轮的线速度误差和线速度误差变化率作为所述模糊控制器的输入量，利用隶属函数模糊量化获得两个对应的模糊输入量E和EC；

(三)把获得的制动车轮线速度误差和线速度误差变化率两个模糊输入量E和EC根据模糊规则进行模糊推理，以获得对应的驱动车轮滑转率调节增量和制动车轮滑转率调节增量两个模糊控制输出量ΔS_dri和ΔS_bra；

(四)根据获得的两个模糊控制输出量ΔS_dri和ΔS_bra经解模糊后得到车轮滑转率调节增量Δs_dri和Δs_bra，与保留器中上一次滑转率目标值相加迭代计算得到本次驱动车轮与制动车轮滑转率目标值，将车轮滑转率目标值存入保留器中并输入到下一级控制器中，控制车轮转速达到目标滑转率，使机器人在蠕动过程中获得良好的牵引性能和行驶效率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述制动车轮线速度误差e、线速度误差变化率驱动车轮滑转率调节增量Δs_dri和制动车轮滑转率调节增量Δs_bra的模糊语言值为：{NB,NS,ZE,PS,PB}，集合中的元素分别代表负大、负小、零、正小、正大。

4.根据权利要求2所述的的方法，其特征在于，所述模糊规则为：

若EC为负大且E为负，则ΔS_dri为正大；若EC为负小且E为负，则ΔS_dri为正小；若E为负大且EC为负，则ΔS_bra为正大；若E为负小且EC为负，则ΔS_bra为正小；

若EC为正大且E为正，则ΔS_dri为负大；若EC为正小且E为正，则ΔS_dri为负小；若E为正大且EC为正，则ΔS_bra为负大；若E为正小且EC为正，则ΔS_bra为负小；

若EC为零且E为零，则ΔS_dri和ΔS_bra均为零；

若EC与E符号相反，则ΔS_dri和ΔS_bra均为零。