改进势场法与滑模控制：移动机器人路径规划与运动控制研究

移动机器人路径规划与运动控制是一门关键的科研课题，特别是在机器人技术的日益发展和广泛应用中显得尤为重要。本文由河北工业大学硕士研究生路海峰撰写，其研究聚焦于这一领域的核心问题，旨在探索移动机器人在危险环境或人类难以触及区域执行任务的能力。 首先，作者概述了移动机器人的发展历程，包括国内外的发展动态，强调了机器人导航、多信息融合、定位和路径规划等关键技术在其中的基石作用。这些技术的进步为移动机器人在实际应用中实现自主导航提供了基础。 接下来，论文详细介绍了多种路径规划方法，如人工势场法、最小风险法等，分析了它们各自的特点和当前的研究现状。作者注意到人工势场法存在局部最优解的问题，因此提出了改进的势场栅格法。这种方法结合了栅格法的网格划分和人工势场法的启发式搜索策略，通过模拟水流原理，使机器人沿着势能最低的路径向目标移动，从而避免局部最小点的问题。通过与不同环境的仿真对比，验证了新方法的有效性。 此外，论文还探讨了移动机器人的运动控制问题。作者构建了运动学模型，并在此基础上采用了滑模变结构控制技术，实现了对预设路径的精确跟踪。在MATLAB环境中，作者进行了多个典型路线的跟踪控制实验仿真，以证明该控制方法在实际路径跟踪中的性能。 整个研究项目依托于河北省科技厅的科技支撑计划项目“复杂环境下自适应机器人系统研究”，该项目编号为06212103D。通过这项工作，路海峰的研究不仅深化了移动机器人路径规划的理解，也为实际应用中的移动机器人提供了更高效、稳定的运动控制策略。 总结来说，这篇硕士学位论文涵盖了移动机器人领域的重要理论和技术，从路径规划的理论探讨到具体算法的设计和实施，再到运动控制的实践应用，都展现出作者对该领域的深入理解和扎实功底。这无疑为移动机器人技术的发展做出了有价值的贡献。