非完整約束移動(dòng)機(jī)器人的智能跟蹤控制方法研究.pdf

1、輪式移動(dòng)機(jī)器人作為機(jī)器人家族的重要一員因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能量利用率高的優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。同時(shí)輪式移動(dòng)機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)中受到非完整約束，因此也是非完整系統(tǒng)的典型代表。本文重點(diǎn)研究具有非完整約束的移動(dòng)機(jī)器人軌跡跟蹤問題。
　　論文第二章介紹非完整約束和非完整系統(tǒng)的概念，建立并分析非完整移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型及其力學(xué)特性。此外，對(duì)論文理論算法研究所需的相關(guān)數(shù)學(xué)定理及其引理進(jìn)行介紹，為后續(xù)研究提供數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)。
　　考慮系統(tǒng)存在

2、建模誤差以及外擾上界未知的情況，論文第三章設(shè)計(jì)一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非完整移動(dòng)機(jī)器人混合魯棒控制方法。該混合控制方法利用對(duì)角遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DRNN）逼近系統(tǒng)的建模誤差，并結(jié)合魯棒H?控制抑制積分有界的外界干擾和DRNN逼近誤差對(duì)系統(tǒng)控制性能的影響?；贚yapunov穩(wěn)定性理論證明整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)是穩(wěn)定的，且跟蹤誤差和DRNN權(quán)值的自適應(yīng)誤差均有界，并保證控制系統(tǒng)的魯棒跟蹤性能。仿真結(jié)果表明，所提出的智能魯棒混合控制方法比計(jì)算力矩法具有更好的跟

3、蹤性能。
　　為了使跟蹤誤差能有限時(shí)間內(nèi)收斂到平衡點(diǎn)，文章考慮采用終端滑?？刂品椒ā５K端滑?？刂品椒ㄈ源嬖诳刂屏囟墩竦膯栴}，從而限制了其在移動(dòng)機(jī)器人跟蹤控制中的應(yīng)用。因此，論文第四章提出將情感學(xué)習(xí)智能算法與終端滑?？刂葡嘟Y(jié)合的方法，采用情感學(xué)習(xí)算法逼近移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)模型不確定性和外擾的非線性項(xiàng)，終端滑?？刂品椒ㄓ脕韺?shí)現(xiàn)有限時(shí)間控制?；?Lyapunov理論證明整個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)穩(wěn)定。仿真結(jié)果表明，論文所提出的基于情感學(xué)習(xí)算法的

4、移動(dòng)機(jī)器人終端滑?？刂品椒ň哂斜瘸Ｒ?guī)滑?？刂品椒ê徒K端滑?？刂品椒ǜ玫匾种葡到y(tǒng)抖振，且系統(tǒng)的跟蹤誤差能夠在有限時(shí)間內(nèi)收斂至平衡點(diǎn)。
　　考慮機(jī)器人速度信息不可知的情形，論文第五章先是考慮利用位置信息通過模糊魯棒狀態(tài)觀測(cè)器來重構(gòu)機(jī)器人的速度信息。其中，模糊邏輯用來處理非完整移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)存在的建模不確定性，同時(shí)觀測(cè)器中引入魯棒項(xiàng)來抑制外擾及模糊邏輯逼近誤差對(duì)系統(tǒng)性能的影響?；趪?yán)格正實(shí)Lyapunov設(shè)計(jì)方法分析觀測(cè)器的重構(gòu)速度信