基于质心偏移的移动机器人轨迹跟踪控制

摘要：

针对非完整约束下质心偏移的移动机器人,提出了一种改进滑模变结构的轨迹跟踪控制方法,并通过此方法得到一种具有全局渐近稳定性的跟踪控制器.以三轮移动机器人的运动模型为基础,该跟踪控制器的设计分为两部分:第一部分是采用X方向和前向角方向同时具有虚拟反馈变量,通过Lyapunov方法对控制系统进行稳定性分析,设计出切换函数;第二部分是滑模控制器设计,采用指数趋近律,使用S型指数函数代替符号函数,减少了滑模变结构控制的抖动,由此设计出了线速度和角速度的控制律,用来渐近整定移动机器人跟踪误差,实现了对参考轨迹的全局渐近跟踪.实验结果表明:该控制律能够在极短时间内趋于稳定,其跟踪平面坐标误差和前向角误差也能在极短时间内收敛于0,并且移动机器人也能够有效地跟踪期望轨迹,其控制效果具有明显的改善,且具有很好的抗干扰性能.

关键词：三轮移动机器人、滑模变结构、轨迹跟踪、全局渐近稳定、Lyapunov函数

所属期刊栏目：47

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61503045, 61403044;吉林省科技发展计划项目资助20180101333JC

在线出版日期：2019-09-05（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：11-15