基于滑模的机器人轨迹跟踪与编队控制

发布时间：2021-02-27 07:44

　　轮式移动机器人具有易于操作和机动灵活等特点,被广泛应用于生活服务业、安全防御及自动化生产车间等众多领域。轮式移动机器人的轨迹跟踪控制作为轮式移动机器人应用于实际中需要解决的首要问题之一,得到了广大学者的关注。然而,轮式移动机器人是一种具有非线性、强耦合、多输入多输出及参数不确定等特点的非完整约束系统,无法通过平滑的状态反馈使系统镇定,其控制问题具有极大的挑战性。另一方面,由于滑模控制技术可以通过控制律的切换,使系统进入并维持在具有一定性能的滑模面上运行,具有较好的鲁棒性和响应快速等特点,因此被广泛应用在轮式移动机器人的控制中。本文采用滑模控制技术研究了轮式移动机器人的轨迹跟踪控制问题,并在此基础上,研究了多机器人的领航―跟随编队控制算法。具体的研究内容如下:（1）考虑轮式移动机器人质心与几何中心不重合的情况,基于运动学模型,给出了一种基于滑模双幂次趋近律的轨迹跟踪控制器设计算法。首先,以轮式移动机器人为研究对象,考虑轮式移动机器人的质心与几何中心不重合的情况,结合轮式移动机器人的约束方程,建立了轮式移动机器人的运动学模型,并在此基础上得到轮式移动机器人的轨迹跟踪误差模型。然后,基于轨迹... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 移动机器人轨迹跟踪研究现状
    1.3 多机器人编队研究现状
    1.4 本文结构与主要研究内容
第二章 预备理论知识及相关方法
    2.1 滑模变结构控制原理
    2.2 稳定性相关理论基础
第三章 基于双幂次趋近律的快速滑模轨迹跟踪
    3.1 引言
    3.2 移动机器人运动学模型
    3.3 移动机器人的轨迹误差模型
    3.4 快速轨迹跟踪控制器设计
    3.5 仿真结果及分析
    3.6 总结
第四章 基于运动学及动力学模型的轨迹跟踪控制
    4.1 引言
    4.2 移动机器人的动力学模型
    4.3 运动学及动力学控制器设计
        4.3.1 基于反步法的运动学控制器设计
        4.3.2 指数双幂次趋近律的滑模动力学控制器设计
    4.4 仿真结果及分析
    4.5 总结
第五章 基于领航―跟随算法的多机器人编队控制
    5.1 引言
    5.2 领航―跟随编队模型
    5.3 多机器人编队滑模控制器设计
    5.4 仿真结果及分析
    5.5 总结
第六章 总结和展望
    6.1 总结
    6.2 展望
第七章 致谢
参考文献
附录



本文编号：3053916