基于主动偏心轮的全方位移动机器人航位推算与跟踪控制

摘要：

针对基于主动偏心轮的全方位移动机器人系统，提出了一种基于冗余码盘的航位推算方法和一种具有饱和约束的轨迹跟踪控制器。具体而言，首先分析了车轮发生滑动的原因，考虑到机器人随动轮相对于主动轮不易打滑的特性，设计了具有冗余码盘的随动轮结构。基于该结构，将机器人航位推算转化为一个含约束的最小二乘问题。实验结果表明：与未考虑随动轮约束的传统方法相比，该方法降低了轮子打滑的影响，提高了航位推算的精度。考虑到实际机器人系统的速度控制量具有上限，基于李亚普诺夫方法设计了含饱和约束的轨迹跟踪控制器，并对其稳定性和有界性进行证明。仿真与实验结果表明本文提出的控制器具有良好的性能，同时能够满足控制量的饱和约束。

关键词：全方位移动机器人、主动偏心轮、航位推算、轨迹跟踪

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61203333；教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目20120031120040；天津市应用基础与前沿技术研究计划资助项目13JCQNJC03200．

在线出版日期：2015-07-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：361-368