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摘要：随着全球产业重心的转移和机器人技术的发展，各种各样的机器人被开发出来以满足各个行业的需求。机器人得到广泛应用，在工业上具有灵活性、改进产品质量、提高生产率、改善劳动条件等优势。同时机器人研究技术的重点也从固定式机械臂、机械手转向自主移动式平台和机器人智能化。轮式移动机器人将成为最经济、最有应用前景的机器人之一。
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本文在把握轮式自主移动机器人结构特征的基础上，通过设计履带式移动机器人的最优二次控制算法来实现轮式自主移动机器人的最优控制，建立移动机器人的运动学数学模型，使系统的性能达到最优值。
本文主要研究内容如下：
首先简要介绍下移动机器人的最优控制的发展和概况以及移动机器人的控制算法，分析履带式移动机器人的工作原理和组成，运用运动学和动力学原理建立系统的数学模型，采用二次型的性能指标来达到自主移动机器人的性能指标最优，设计二次型最优控制matlab函数，对算法进行计算和模拟，通过ARM编程，以现有的履带式机器人做实验来验证结果。实验结果表明采用了二次最优控制的机器人，控制性能良好。
关键词：移动机器人；最优控制；matlab；动力学；数学建模
The quadratic optimal control of mobile robot
Abstract：As the global industry shift and the development of robot technology, all kinds of robot have been developed to meet the needs of various industries. Robot is widely used in industry which can improve product quality, increase productivity, improve working conditions and other advantages. At the same time, the focus of robot research techniques from the stationary mechanical arm, steering intelligent autonomous mobile robot platform and manipulator. Wheeled mobile robot will be one of the most economic, most application prospects of research.
In this paper, it was based on the structure characteristics of autonomous mobile robot .By designing crawler mobile robot control system of the optimal quadratic algorithm for wheeled the optimal control of autonomous mobile. Establishing the mathematical model of kinematics was to achieve the optimal value of the performance of the system.
This article main research content is as follows:
First briefly introduce the general development of optimal control mobile robot and the control algorithm of mobile robot. Analysis of working principle and composition of crawler type mobile robots . Use the principle of kinematics and dynamics to establish mathematical model of the system. Design quadratic optimal control function and the algorithm computation and simulation . By ARM program, existing crawler robots was done experiments to verify the results. The experimental results show that using the quadratic optimal control of the robot made the control performance good .
KeyWords：mobile robot；optimum control；matlab；dynamics；mathematical model
目录
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 国内外移动机器人的发展 1
1.3 移动机器人最优控制理论的发展概况 3
1.3.1 最优控制问题 3
1.3.2 最优控制理论新的进展 5
1.4 本文主要内容 7
2. 移动轮式机器人平台 8
2.1机器人科技创新平台的构成 8
2.2软件开发环境 10
2.3 移动机器人的硬件环境 10
2.4本章主要内容 13
3.移动机器人最优二次数学建模 14
3.1运动学模型 14
3.1.1运动学模型定义 14
3.1.2运动学模型建立 14
3.2动力学建模 17