给定速度需求的移动机器人路径跟踪控制与实验

• 作者: 宫洵 胡云峰 蔡硕 陈虹 顾万里
• 来源期刊: 农业机械学报
• 学科: 工学
• 关键词: 轮式移动机器人 路径跟踪控制 Bezier样条 微分平坦方法 Lyapunov方法
• 年，卷（期）: 2017,（10）
• 所属期刊栏目: 农业装备与机械化工程
• 页码范围: 25-31,75
• 页数: 8页
• 分类号: TP273
• 字数: 4168字
• 语种: 中文
• DOI: 10.6041/j.issn.1000-1298.2017.10.003

摘要

针对轮式移动机器人给定速度需求的非连续路径跟踪控制问题,将其转换为满足速度约束的轨迹规划和轨迹跟踪控制.首先,针对给定速度需求的路径跟踪问题,以运行时间和能量为优化目标,给定的路径和速度为约束条件,采用五次Bezier样条方法优化得到了满足需求的连续光滑轨迹.其次,利用轮式移动人系统的微分平坦特性,采用微分平坦方法设计前馈控制器;然后,将轮式移动机器人运动学模型在前馈控制的平衡点处进行一阶泰勒展开,得到了线性时变的误差模型,并通过定义新的状态变量,设计了具有Lyapunov稳定性的误差反馈控制器.结合前馈控制和反馈控制得到了二自由度轨迹跟踪控制器.同时将泰勒展开的高阶项考虑为有界的扰动输入,在输入到状态稳定性框架下证明了控制系统的鲁棒稳定性;最后,通过Pioneer 3-dx轮式移动机器人进行了实验验证,实验结果表明,提出的算法能够满足给定速度需求的非连续路径的跟踪控制需求.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	顾万里	吉林大学通信工程学院	11	34	3.0	5.0
2	蔡硕	吉林大学通信工程学院	3	10	2.0	3.0