肖献强，程亚兵，王家恩，王鼎用

（1.合肥工业大学机械工程学院，安徽 合肥 230009；2.合肥工业大学 汽车与交通工程学院，安徽 合肥 230009）

1 引言

随着工业制造自动化和智能化水平的不断提高，移动机器人已经成为工业智能制造领域不可或缺的智能化设备，以取代传统工业制造中繁重的人工劳动[1-3]。移动机器人的路径规划和路径跟踪是实现自主移动的基础[4-5]。路径跟踪控制是通过控制模型及方法使移动机器人不断逼近并最终到达规划的目标位置。路径跟踪控制作为移动机器人研究的一个关键技术，是在满足一定的安全性和稳定性的前提下，通过控制移动机器人的速度和移动方向，不断缩小运动过程中的偏差，最终实现路径跟踪。近年来，许多学者对路径跟踪控制方法进行了深入的研究[6-10]。早期研究人员在经典PID 控制的基础上，提出了前馈加PID 反馈的非线性PID 控制的方法[6-7]，为了提高PID 控制的鲁棒性，具有学习功能的自适应[8]、预瞄控制[9]、模糊控制[10]等优化PID 算法被提出。PID控制虽能解决移动机器人的路径跟踪问题，但是PID 控制参数的获取需要通过大量标定，难以实现最优控制。针对以上问题，同时为了减少道路曲率、预瞄距离等对路径跟踪控制精度的影响，提出一种基于动态预瞄的移动机器人路径跟踪控制方法，根据目标点坐标与方向角度求解路径跟踪直线方程，并在该直线上选取合适的预瞄点，分析移动机器人当前位置与预瞄点在局部坐标系下的位置关系，建立路径跟踪偏差模型，结合路径跟踪偏差模型在移动机器人与预瞄点之间实时动态规划虚拟路径，从而获取由当前位置到达目标点的期望横摆角速度，最终实现精确的路径跟踪控制。……