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3.3本章主要内容 21
4移动机器人的二次最优控制 22
4.1最优二次的定义 22
4.2性能指标 23
4.3 Matlab仿真 24
4.4 移动机器人实验 27
4.4.1 ARM实验及仿真 29
4.5 本章主要内容 34
5结论 35
致谢 36
参考文献 3758
1 绪论
1.1 引言
以捷克斯洛伐克作家卡雷尔•恰佩克在他的科幻小说中创造出“机器人”这个词开始，机器人就开始被人们记住，从幻想到具体，从理论到发展，直至今天，机器人技术的发展势头迅猛。
机器人的应用范围也从工业制造领域扩展到军事、服务业、航空航天、医疗、人类日常生活等多个领域。机器人不仅使人们摆脱一些危险、恶劣、难以到达等环境下的作业，比如，矿井底下的煤仓清除机器人，高压巡线机器人，喷浆机器人，自动喷漆机器人等。
机器人以其具有灵活性、提高生产率、改进产品质量、改善劳动条件等优点而得到广泛应用。为了获得更大的独立性，人们对机器人的灵活性及职能提出更高的要求，要求机器人能够在一定范围内安全运动，完成特定的人去，增强机器人对环境的适应能力，近年来，机器人特别是自主式移动机器人成为机器人研究领域的中心之一 [1]。
尽管目前机器人还不像人们想象的那么强大，但是机器人技术已经渗透到各行各业中。机器人正在逐渐的改善着人们的生产、生活方式，机器人产业也将逐渐成为一个新的高技术产业[2]。在可以预见的将来，机器人将成为人类得力的助手，提高人类的生活质量，成为人类朝夕相处的可靠伙伴[3]。
近些年来，随着计算机技术的发展，计算机图形处理能力日益增强，以计算机为主要工具的仿真技术也迅速发展起来，并很快应用于工程领域。在计算机辅助下进行机械零件的设计、校核，并进行系统运动仿真己经逐渐成为机械设计的发展方向[4]。
1.2 国内外移动机器人的发展
自创造出“机器人”这个词之后，1911年西屋电气公司制造可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟家用机器人Elektro使机器人的憧憬变得更加具体。阿西莫夫提出“机器人三定律”，即：机器人不得伤害人类，或袖手旁观坐视人类受到伤害；除非违背第一法则，机器人必须服从人类的命令；在不违背第一及第二法则下，机器人必须保护自己，也被学术界默认为研发原则。1914年机器人有了历史性的发展，美国人乔治•德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，也就是世界上第一台真正的机器人，能按照不同的程序从事不同的工作，因此它具有通用性和灵活性。
历史的发展趋势总是向前的，机器人也同样。从第一台可编程机器人开始，机器人开始不断发展，包括1964年创造的第一个带有视觉传感器的机器人、1965年带有声纳系统、光电管等装置的Beast机器人。第一台世界第一台智能机器人Shakey也在1968年问世。日本也紧随着美国之后，在1969年出本田公司制造出ASIMO和索尼公司制造出QRIO。总得来说机器人发展有三个阶段，分别为示教再现型机器人、带感觉的机器人、智能机器人。各阶段的代表机器人为VERSTRAN、Beast机器人、Shakey机器人。比尔盖茨在2006年预言，家用机器人很快将席卷全球。这也意着机器人的使用领域将遍布人类生活、工作、探索研究的方方面面中，机器人将在未来变得更加普及和多功能及人性化制造。