基于动态矩阵控制的自主移动机器人模型预测控制方法研究

摘要：

自主移动机器人运动转向系统的精确控制是其实现直线运行、原地转向功能和完成自主巡航、自治搬运任务的重要基础.为实现对机器人运行转向系统的有效控制,通过分析自主移动机器人的运动转向系统的数学模型,构建出传递函数的表达形式,提出了一类基于动态矩阵控制(dynamic matrix control,DMC)的模型预测控制方法.此外,面向自主移动机器人的运动转向系统,利用Matlab平台开展了基于DMC的模型预测控制方法的仿真研究,仿真结果表明,在运动转向系统的控制过程中,基于DMC的预测控制方法同传统比例-积分-微分(proportion-integral-derivative,PID)控制器相比,在抑制超调、防止稳态误差等方面具有更强的控制性能;开展针对模型失配问题的仿真研究,进一步证明了该算法的鲁棒性和适应能力.同时,通过无障碍和有障碍两类情形下的机器人行走实验,验证了机器人运动系统的有效性.

关键词：动态矩阵控制、模型预测控制、运动转向系统、机器人、比例-积分-微分(PID)控制

所属期刊栏目：30

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家重点研发计划2017YFB0406404

在线出版日期：2018-12-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：537-543