基于終端滑模的輪式機器人模糊自適應(yīng)路徑跟蹤控制.pdf

1、本文首先介紹了非完整系統(tǒng)與非完整機器人的基本概念和數(shù)學(xué)基礎(chǔ);針對以往質(zhì)心位置已知且處于幾何中心的輪式移動機器人模型，提出了更加符合機器人實際運行情況的質(zhì)心位置未知的輪式移動機器人數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)了其運動學(xué)模型方程。
　　然后，對質(zhì)心位置未知的移動機器人系統(tǒng)設(shè)計了基于快速終端滑模的模糊自適應(yīng)路徑跟蹤控制方法。該方法采用模糊邏輯系統(tǒng)逼近控制器中的未知函數(shù)，基于李亞普諾夫穩(wěn)定性分析方法為未知參數(shù)設(shè)計自適應(yīng)律，并提出了對控制方向的假設(shè)來設(shè)

2、計魯棒控制器補償逼近誤差。證明了該方法不但可以保證閉環(huán)系統(tǒng)中的所有信號有界，而且可使跟蹤誤差在有限時間內(nèi)收斂到原點的小鄰域內(nèi)。仿真結(jié)果驗證了本文方法的有效性。
　　接下來，對控制方向未知的移動機器人系統(tǒng)提出了基于快速終端滑模的模糊自適應(yīng)路徑跟蹤控制方法。采用模糊系統(tǒng)逼近控制器中的未知函數(shù)，設(shè)計魯棒控制器來補償逼近誤差，并把Nussbaum-type函數(shù)融入魯棒控制器來估計未知控制方向，解決因系統(tǒng)控制方向未知造成魯棒控制項難以設(shè)計的

3、問題;證明了該方法不但可以保證閉環(huán)系統(tǒng)中的所有信號有界，而且可使跟蹤誤差在有限時間內(nèi)收斂到原點的小鄰域內(nèi)。仿真結(jié)果驗證了本文方法的有效性。
　　最后，基于輪式移動機器人實驗平臺，利用COM技術(shù)將設(shè)計的控制器仿真程序轉(zhuǎn)換為COM組件，在VC++環(huán)境中編寫輪式移動機器人路徑跟蹤控制程序，通過編碼器得到機器人位姿信息，在路徑跟蹤控制程序作用下使機器人跟蹤期望路徑。同時編寫機器人實時路徑監(jiān)控程序，在機器人上位機中顯示機器人運行路徑、監(jiān)控路