无人驾驶机器人机械腿非线性模糊自适应反演滑模控制

摘要：

为了实现无人驾驶机器人机械腿位置精确跟踪及提高车速跟踪精度,针对机械腿受到的非线性干扰,提出了一种基于非线性干扰观测器的机械腿模糊自适应反演滑模控制方法.首先,通过对机械腿机构操纵踏板时的位置运动分析,建立了机械腿运动学模型,构建了考虑运动副非线性摩擦的机械腿动力学模型,描述了机械腿关节间摩擦力矩与相对速度之间的关系,求得了摩擦参数.接着,设计了油门/制动机械腿切换控制器和非线性干扰观测器.最后,针对观测误差以及其他不确定干扰,设计了模糊自适应反演滑模控制器,进行了李雅普诺夫稳定性分析.实验结果表明,所提方法有效削减了控制输出的抖振,且相较于未对摩擦进行补偿的情况,机械腿位置最大跟踪误差从5.5×10-2 rad减小为1.1 ×10-3rad,最大车速跟踪误差从2.21 km/h减小为1.91 km/h.基于干扰观测器的机械腿模糊自适应反演滑模控制方法能够有效提高机械腿跟踪精度与车速跟踪精度.

关键词：无人驾驶机器人、摩擦干扰、模糊自适应反演滑模控制、非线性干扰观测器

所属期刊栏目：50

分类号：U463.6(汽车工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;中央高校基本科研业务费专项资金资助项目;江苏省“六大人才高峰”计划资助项目;江苏省研究生科研与实践创新计划资助项目

在线出版日期：2020-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：570-579