全地形轮式移动机器人因为其具有结构简单、运动灵活、易于控制的特点,使得其广泛运用于户外环境。随着户外环境复杂程度的增加,对全地形移动机器人性能的要求也随之提升。在转向过程中的车身不稳问题一直是学者广泛讨论的问题,解决这一问题的方案主要表现在两个方面,一是集中在对悬架减振系统进行创新设计,二是设计转向控制系统,通过控制轮速或转矩提高系统稳定性。本文将两种方法相结合,设计一种悬架减振系统与转向控制策略相结合的全地形移动机器人,并通过建立路面振动模型和转向工况下的动力学模型,分析了其动力学特性,设计了基于减振系统模型的模糊PID控制器,实现了转向控制。针对不同地形下的户外实验,验证了全地形移动机器人悬架减振机构与转向控制策略的合理性。文章主要包括下面四个部分:(1)全地形移动机器人减振系统设计。针对全地形移动机器人应用于复杂环境下的作业,分析出全地形移动机器人的功能需求并确定主要设计参数。通过对驱动机构极限工况下的计算,确定了最大功率和最大转矩。对悬架的重要参数进行计算,确定了悬架的刚度系数及阻尼系数,运用SolidWorks软件设计了全地形移动机器人三维模型。(2)全地形移动机器人减振系统的数学建模。通过建立悬架减振机构振动模型,求出系统的传递函数,通过观察伯德图,确定系统具有稳定性;通过建立转向工况下的动力学模型,确定并分析其动力学特性参数,为后续转向控制策略研究提供理论基础。(3)转向控制策略研究。由于模糊PID控制策略具有良好的鲁棒性,设计基于减振模型的模糊PID控制策略,通过设计模糊PID控制器,建立模糊规则,利用大量实际实验完成PID的参数整定,最终完成对全地形移动机器人转向稳定性控制。(4)实验研究。完成了仿真实验研究和户外实验研究,通过开展仿真实验,设计了全地形移动机器人不同路面的振动实验方案及不同转速下的自转实验方案,分析优化前后横梁的振动情况,对比验证了模糊PID控制算法;通过开展户外试验,设计了全地形移动机器人在不同户外路面下转向过程中的车身振动试验方案,利用陀螺仪反映在不同路面转向时的车身振动情况,对比分析优化前后车身稳定性状况。从而验证悬架减振系统与转向控制策略相结合后,极大的提高全地形移动机器人转向时的稳定性,为复杂环境下的多种作业提供了保障。