基于雙環(huán)軌跡跟蹤控制的移動機器人控制器設計

周力 夏愉樂 唐慧

摘 ?要：為實現(xiàn)穩(wěn)定的內環(huán)滑膜控制，通過調整內外環(huán)控制增益系數(shù)，使其內環(huán)收斂速度遠大于外環(huán)的收斂速度，即通過姿態(tài)角度θ快速跟蹤θd使閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定得以實現(xiàn)?？刂品抡娼Y果表明該方法是一種可行、有效的尋優(yōu)方法，這一控制方式使移動機器人系統(tǒng)具有良好的跟蹤性能。

關鍵詞：移動機器人;雙閉環(huán)控制;軌跡跟蹤;滑膜控制

中圖分類號：TP242 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2019）18-0022-03

Abstract： In order to realize the stable inner loop synovial control， by adjusting the gain coefficient of the inner loop control， the convergence rate of the inner loop is much faster than that of the outer loop， that is， the stability of the closed loop system can be realized by quickly tracking θd through the attitude angleθ. The control simulation results show that the method is a feasible and effective optimization method， and this control method makes the mobile robot system have good tracking performance.

Keywords： mobile robot; double closed loop control; trajectory tracking; synovial control

1 概述

移動機器人是一種具有自規(guī)劃、自組織以及自適應能力的機器人，能夠自主進行感知、動態(tài)決策與規(guī)劃、行為控制與執(zhí)行。其廣泛應用于完成一些危險性較大的工作，如宇宙探測、海洋開發(fā)、無人駕駛和原子能等領域。此外，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療與服務業(yè)也有著廣泛的應用前景[1-2]。本文所研究的控制系統(tǒng)是由內、外環(huán)構成的閉環(huán)系統(tǒng)，內環(huán)為姿態(tài)子系統(tǒng)，外環(huán)為位置子系統(tǒng)。通過外環(huán)產(chǎn)生的指令信號θd傳遞給內環(huán)，而內環(huán)通過滑?？刂埔?guī)律對外環(huán)產(chǎn)生的中間指令進行跟蹤。

2 運動學模型

6 結束語

本文針對移動機器人設計的雙環(huán)軌跡跟蹤控制器，使其能迅速對移動機器人的位置及航向進行跟蹤，仿真結果表明，這一控制方式使移動機器人系統(tǒng)具有良好的跟蹤性能。

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