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双轮差速移动机器人轨迹跟踪混合控制算法研究*

2018-04-04许万,曹松,罗西,王琪,杨维

组合机床与自动化加工技术 2018年3期
关键词:移动机器人

许 万,曹 松,罗 西,王 琪,杨 维

(湖北工业大学 机械工程学院,武汉 430068)

0 引言

随着国家对工业智能化的重视,轮式移动机器人在服务、物流、探测等领域具有极广的应用前景,而对具有非完整系统的移动机器人的运动控制是关注的热点。轨迹跟踪问题作为其控制的重要研究问题,受到研究者的广泛关注。轨迹跟踪是使移动机器人的实际轨迹快速且稳定地跟踪上期望轨迹,问题的解决即是要设计出合理的控制器,以满足移动机器人的性能要求。而在实际应用中,由于移动机器人自身的结构和系统以及外部的不确定因素,要达到理想的跟踪效果,就显得困难重重。

文献[1-2]提出了一种基于Backstepping的控制方法,计算出合适的目标速度,并在此基础上加上最小均方算法作为观测器,实现了最小化轨迹跟踪误差。文献[3-4]运用终端滑动模态技术,提出基于滑模控制的轨迹跟踪控制策略,采用基于反算法的有限时间控制方法,提高了轨迹跟踪的收敛性能。由于滑模变结构具有不连续性的本质,引起控制系统的抖振将是不可避免的。文献[5-7]则针对抖振和收敛速度,提出了新型滑模变控制策略,在解决了系统中未知参数带来的影响基础上,抖振现象也被有效地抑制了,且较好地消除了跟踪误差。文献[8]提出了基于优化方法的模糊反演控制器在轨迹跟踪问题中的应用,利用动力学模型设计出力矩的控制律,达到了良好的跟踪效果。

以上所述的控制算法,部分只运用了移动机器人的运动学模型,若应用于重载移动机器人则存在明显不足;……

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