纵向打滑状态下轮式移动机器人轨迹跟踪控制
2018-09-08江南大学机械工程学院无锡214122
中国机械工程 2018年16期
关键词:移动机器人
1.江南大学机械工程学院,无锡,214122
2.江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,无锡,214122
贝旭颖 1,2 平雪良 1,2 高文研 1,2
0 引言
相对于传统的工业机器人,轮式移动机器人具有更强的机动性和灵活性,广泛应用于生活服务、生产制造、太空探测等领域,并成为近年来的研究热点[1⁃2]。由于在运行过程中受到的是非完整约束,故移动机器人属于典型的非完整约束系统,移动机器人的运动控制问题因其理论挑战性和应用价值吸引了大批科研工作者的关注[3]。根据控制目标的不同,移动机器人的运动控制主要分为三大类:点镇定、轨迹跟踪、路径跟随,其中,轨迹跟踪是移动机器人运动控制中一个重要且实际的问题[4]。在移动机器人运动控制的研究中,通常假设移动机器人在运动过程中轮子纯滚动而无滑动[5],但在现实环境中,路面结冰、道路湿滑和快速转弯等都会使移动机器人产生打滑[6],使得移动机器人的实际运行轨迹与期望轨迹间存在一定误差,移动机器人很难实现有效、精确的跟踪[7]。文献[8]建立了移动机器人打滑的运动学模型,但在设计轨迹跟踪控制律时忽略了打滑的影响。文献[9]在移动机器人发生纵向打滑时,将移动机器人的非线性模型线性化,并应用LM I方法设计轨迹跟踪控制器。文献[10]将移动机器人运动学模型离散化,设计了离散时间的滑模控制器来解决打滑状态下移动机器人的轨迹跟踪问题。上述研究均使用外部传感器(GPS或视觉传……
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