車式移動機器人系統(tǒng)的軌跡跟蹤控制【文獻綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計文獻綜述畢業(yè)設(shè)計文獻綜述電氣工程及其自動化電氣工程及其自動化車式移動機器人系統(tǒng)的軌跡跟蹤控制車式移動機器人系統(tǒng)的軌跡跟蹤控制研究歷史：20世紀中期，計算機和自動化技術(shù)的發(fā)展，原子能的開發(fā)利用為機器人的發(fā)展利用奠定了基礎(chǔ)，但由于當時電子技術(shù)的發(fā)展尚未達到一定水平，所以總體來說60年代及以前都處在機器人的研究和開發(fā)階段。70年代開始，計算機控制技術(shù)、通信技術(shù)、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路迅猛發(fā)展為機器人的發(fā)展提供了便利。微電子學(xué)的出現(xiàn)不

2、僅使機器人裝置靈活可靠，而且價廉物美。80年代開始，由于美國國防高級研究計劃局（DARPA）專門立項，制定了地面天人作戰(zhàn)平臺的戰(zhàn)略計劃。因此全世界掀開了全面研究移動機器人的序幕。國外，在移動機器人研究方面，美、英、德、法、日等國家走在世界前列。時至今日，各類移動機器人的研究制造已經(jīng)達到一定水平，應(yīng)用范圍涉及人民生活的各個方面。國內(nèi)，對于移動機器人的嚴重研究開始于“七五”計劃的制定，在各大學(xué)、研究院的共同努力下，相繼研制出各類用于各個不同

3、場合的移動機器人，技術(shù)日趨成熟，但與世界先進水平還有一定距離。同時，關(guān)于機器人軌跡控制的研究伴隨對移動機器人的研究一同深入。研究現(xiàn)狀：由于對于機器人軌跡控制的研究不斷深入，現(xiàn)階段涌現(xiàn)出基于各種非線性控制理論的控制方法，大致有如下幾種：(1)非線性狀態(tài)反饋(Nonlinearstatefeedback)控制方法非線性狀態(tài)反饋方法主要通過非線性狀態(tài)反饋，基于非完整移動機器人運動學(xué)模型，設(shè)計非線性狀態(tài)反饋控制律，得到一個閉環(huán)系統(tǒng)。這里的狀態(tài)，

4、是指非完整移動機器人閉環(huán)控制系統(tǒng)狀態(tài)空間方程中的狀態(tài)向量，用非完整移動機器人期望軌跡與實際軌跡之間的位姿誤差來表示。該方法最大的問題在于如何使系全局漸近穩(wěn)定在原點平衡狀態(tài)。reaNovel等人全面地分析了輪式非完整移動機器人的結(jié)構(gòu)與其反饋線性化的關(guān)系。CSamson等利用微分平坦的概念，引入動態(tài)反饋得到指數(shù)收斂的存在奇異點的局部跟蹤控制律用一維動態(tài)跟蹤控制器方法可以得到閉環(huán)系統(tǒng)無奇異點的跟蹤控制器，但該方法要求參考角速度控制輸入不能趨于

5、零，這使得軌跡跟蹤里最通常的直線軌跡跟蹤變得不能實現(xiàn)。(2)滑模(Slidingmode)控制方法滑模控制方法的主要思想在于利用高速的開關(guān)控制律，驅(qū)動非線性系統(tǒng)的狀態(tài)軌跡漸近地到達在原點平衡狀態(tài)是全局一致漸近穩(wěn)定的(穩(wěn)定性)；不改變控制器參數(shù)的取值而對各種不同的期望值都能取得滿意的鎮(zhèn)定或跟蹤效果(魯棒性)：控制量的變化要盡量光滑連續(xù)以降低系統(tǒng)機械和能量損耗并延長有效工作時間和使用壽命(光滑性)。運動學(xué)模型與動力學(xué)模型相比，除了模型簡單通

6、用不存在不確定項之外，還有一個巨大的優(yōu)勢在于，運動學(xué)模型本身即符合非完整約束條件。這樣，在某些條件下，控制律設(shè)計就可以不必再單獨考慮非完整約束條件。有鑒于此，移動機器人軌跡跟蹤控制問題的理論研究將以智能控制方法為發(fā)展趨勢，以期更好地解決穩(wěn)定性、魯棒性和光滑性問題。而應(yīng)用研究上，為確保可行性、通用性和實時性，將繼續(xù)基于非完整移動機器人運動學(xué)模型，以狀態(tài)反饋控制方法為主導(dǎo)，同時尋求穩(wěn)定性、魯棒性和光滑性的改善。參考文獻：[1]李建華，莊健，

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