基于神经动力学的轮式移动机器人跟踪与稳定统一控制

• 作者: 尹晓红 杨灿 程光明 阚君武
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 轮式移动机器人 模型预测控制 神经动力学 跟踪 稳定性
• 年，卷（期）: 2014,（3）
• 所属期刊栏目: 微纳技术与精密机械
• 页码范围: 670-678
• 页数: 9页
• 分类号: TP246
• 字数: 4678字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20142203.0670

摘要

为了对轮式移动机器人(WMR)进行光滑、鲁棒、稳定的轨迹跟踪控制,分析了生物激励神经动力学原理,研究了非线性模型预测控制策略,提出了一种基于神经动力学思想的模型预测终端控制方法.首先,针对传统控制方法存在的初始速度跳变问题,利用神经动力学在信息处理方面的优良特性,设计了神经动力学控制模块;然后,根据模型预测控制原理给出了一个优化控制模块;最后,设计了终端域和线性反馈终端控制器来保证系统的全局渐近稳定性.仿真结果表明:利用所设计的控制方法进行曲线跟踪时,被控WMR系统收敛到参考轨迹的时间可从12s降到5 s,初始线速度/角速度分别从[-3,4]m/s和[-5,6]rad/s缩小到[0,2] m/s和[-3,3] rad/s,且系统输出有界光滑,使WMR在完成轨迹跟踪的同时实现了全局渐进稳定.由于文中核心算法的推导过程不受WMR运动学模型限制,故该研究结论亦可应用于其他结构的移动机器人.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	程光明	浙江师范大学精密机械研究所	52	317	8.0	14.0
2	阚君武	浙江师范大学精密机械研究所	50	299	9.0	14.0
3	尹晓红	浙江师范大学精密机械研究所	11	77	3.0	8.0
4	杨灿	浙江师范大学精密机械研究所	11	29	3.0	4.0