基于粗糙集无人自行车控制研究

作     者：朱文琦 

作者单位：西安科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：高赟

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0823[工学-交通运输工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：智能控制 粗糙集 仿人控制 仿人粗糙控制器 无人自行车 

摘      要：随着当今工业和科学技术的飞速发展,智能控制理论的研究也经历了由简单到复杂的过程。近十几年来,仿人智能控制在工业中也得到了广泛的应用。自行车是一个复杂的控制对象,用传统的控制理论和方法很难对其进行控制,但人可以对它实现有效的控制。如何让机器模仿人自主地控制自行车,这是仿人智能控制的一个实践。根据仿人控制思想:在对人的控制结构宏观模拟的基础上进一步研究人的控制行为特征并加以模拟。本课题主要目标是研究仿人控制器,如何对操作者的控制行为进行模拟。仿人控制的核心在于设计仿人控制器,控制器的主要任务之一是获取仿人控制规则。粗糙集理论是一种从数据中提取规则的数学算法,利用该算法可以从人的控制行为数据中,提取人的控制行为规则。 本课题以自行车为例寻找一种基于粗糙集的仿人控制器的设计方法,为双轮交通工具的自动驾驶,即平衡与稳定控制问题做探索研究。它为解决诸如时变、不确定性、运动控制和稳定控制等非线性系统问题提供了一种新的途径。 本文依据仿人控制中特征变量与粗糙集决策信息表属性之间的关系,设计完成了基于粗糙集的自行车仿人控制器与控制系统;在此基础上,完成了系统的硬件设计、制作与调试以及软件设计、编程与调试,并实现了自行车的无人自主行走。运行结果表明该控制系统设计是可行的,达到了预期的目标。