移動(dòng)機(jī)器人是一個(gè)集環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行等多功能于一體的綜合系統(tǒng)，是機(jī)器人學(xué)的一個(gè)重要分支。它集中了傳感器技術(shù)、機(jī)械工程、電子工程、計(jì)算機(jī)工程、自動(dòng)化控制工程以及人工智能等多學(xué)科的研究成果，代表機(jī)電一體化的最高成就，是目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展最活躍的領(lǐng)域之一。近幾年，各種各樣的移動(dòng)機(jī)器人迅速發(fā)展，被應(yīng)用到危險(xiǎn)的工業(yè)領(lǐng)域、軍事檢測(cè)和家庭服務(wù)中，每個(gè)領(lǐng)域的需求不同，機(jī)器人的設(shè)計(jì)也不同，可以分為行走機(jī)器人、輪式機(jī)器人、腿式機(jī)器人。本文研究的是應(yīng)用于家庭服務(wù)中的雙輪差速移動(dòng)機(jī)器人。

　　空巢老人服務(wù)機(jī)器人的一個(gè)基礎(chǔ)功能就是在存在障礙物的環(huán)境中自主定位并避開(kāi)障礙物，此功能由機(jī)器人的3個(gè)子系統(tǒng)配合完成，這3個(gè)子系統(tǒng)分別為以ARM9微處理器為核心的信息處理子系統(tǒng)、以KS109超聲波傳感器陣列為主要構(gòu)件的環(huán)境感知子系統(tǒng)以及本文研究的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，ARM9微處理器作為信息樞紐，需要從環(huán)境感知子系統(tǒng)中獲得外界物體相對(duì)于機(jī)器人本體的位置信息，從運(yùn)動(dòng)控制子系統(tǒng)中獲得機(jī)器人的位姿信息（位置和方向），通過(guò)擴(kuò)展卡爾曼濾波算法進(jìn)行信息融合，實(shí)現(xiàn)自主定位，同時(shí)，通過(guò)避障算法決定機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)下發(fā)邏輯決策指令（前行、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、剎車等）來(lái)避開(kāi)障礙物。

　　由上可知，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)至關(guān)重要，決定了本文研制的空巢老人服務(wù)機(jī)器人整體性能的優(yōu)劣，其應(yīng)主要完成如下2個(gè)功能。1）有效執(zhí)行上層邏輯的運(yùn)動(dòng)指令，使機(jī)器人能夠按照期望速度和方向運(yùn)動(dòng)。2）實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)器人的位姿信息，并將其傳輸?shù)?a target='_blank' class='arckwlink_none'>上位機(jī)。所以，研究一套能夠可靠穩(wěn)定地完成上述功能的移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)成為亟待研究的課題。

　　因此，本文將研究一套基于PID閉環(huán)控制技術(shù)的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，一方面通過(guò)建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，保證機(jī)器人能夠?qū)崟r(shí)將位姿信息傳輸給上位機(jī)，一方面通過(guò)PID調(diào)節(jié)減少機(jī)器人實(shí)際速度和預(yù)設(shè)速度之間的誤差，保證機(jī)器人能夠準(zhǔn)確、及時(shí)地按照上層邏輯控制程序給定的速度和方向運(yùn)行，確保機(jī)器人整體運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定可靠。