给定速度需求的移动机器人路径跟踪控制与实验
[Abstract]:In order to solve the problem of discontinuity path tracking control for wheeled mobile robots with given speed requirements, it is transformed into trajectory planning and trajectory tracking control which meet the speed constraints. Firstly, aiming at the path tracking problem of given speed requirement, taking the running time and energy as the optimization goal and the given path and speed as the constraint conditions, the continuous smooth trajectory satisfying the demand is obtained by using the quintic Bezier spline method. Secondly, based on the differential flatness characteristics of wheeled mobile man system, the feedforward controller is designed by differential flattening method. Then, the kinematic model of wheeled mobile robot is expanded by first order Taylor at the equilibrium point of feedforward control, and the linear time-varying error model is obtained, and the new state variables are defined. An error feedback controller with Lyapunov stability is designed. A two-degree-of-freedom trajectory tracking controller is obtained by combining feedforward control and feedback control. At the same time, the higher order term of Taylor expansion is considered as a bounded disturbance input, and the robust stability of the control system is proved under the framework of input to state stability. Finally, the experimental results of Pioneer 3-dx wheeled mobile robot show that the proposed algorithm can meet the tracking and control requirements of discrete paths with given speed requirements.
【作者单位】: 吉林大学通信工程学院;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室;密歇根大学航空航天工程系;
【基金】:国家自然科学基金重点项目(61520106008、61374046)
【分类号】:TP242
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,本文编号:2483857
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