轮式机器人轨迹跟踪控制系统的设计

来源：计算机测量与控制杂志2017年第10期北京时间：

作者：王猛,靳伍银,王安

摘要：针对轮式机器人轨迹跟踪控制系统误差收敛速率低、精度和实时性差的问题,采用反演控制算法并结合李雅普诺夫稳定性分析方法对轮式机器人的轨迹跟踪系统进行了优化设计;建立了轮式机器人轨迹跟踪控制系统的运动学模型,并对该模型进行位置偏差分析；在反演控制算法中引入了分部虚拟控制量,并分析和设计了其他间接受控量,提高了算法运行的效率；采用李雅普诺夫收敛定理对系统的收敛性进行分析,根据分析的结果提出了算法更加简单的控制律;利用Matlab软件的Simulink库对设计的轨迹跟踪控制系统试验研究;结果表明,与基于李雅普诺夫直接法或者迭代学习算法设计的轮式机器人轨迹跟踪控制系统相比较,设计的控制系统具有跟踪精度高、收敛速度快、实时性好的优点。

关键词：轨迹跟踪;误差分析;反演控制算法;李雅普诺夫收敛定理;分部虚拟控制量

基金资助：2016年度省自然基金B类项目:刀具热变形因素对切削系统稳定性的影响。