全方位移动机器人的轨迹追踪控制

发布时间：2022-02-24 19:40

　　在过去的几十年中,全方位移动机器人（Omnidirectional Mobile Robots,OMRs）因其优越的运动性能在轮式机器人领域受到了越来越多的关注。与非完整约束机器人相比,OMRs为完整约束机器人,能够同时独立的完成平动与转动。这使得OMRs适合在如医院等狭窄的空间内工作。本文对安装有瑞典轮的全方位移动机器人的轨迹追踪控制进行了研究。采用瑞典轮的OMRs为非连续非线性系统。对非连续非线性系统一般的控制策略为将其连续化,在工作点附近线性化,将其转换为“连续、线性”系统加以控制。首先本文建立了自主设计的采用Kiwi Drive平台及瑞典轮的OMR样机运动学与动力学模型。并推导了采用平均接触半径的动力学模型,将非连续系统连续化。针对系统模型连续化过程中产生的未建模动态、系统模型参数的不确定性以及内部外部扰动等不确定性因素设计了广义比例积分观测器（Generalized Proportional Integral observer,GPI observer）对其进行估计。针对观测器估计值补偿后的非线性系统,采用反馈线性化方法设计了基于模型的非线性PD控制器（Nonlinear P... 

【文章来源】：天津大学天津市211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
        1.1.1 全方位轮机构
        1.1.2 全方位移动机器人的应用
    1.2 国内外研究现状与发展趋势
        1.2.1 全方位移动机器人的传统控制方法
        1.2.2 数据驱动控制
    1.3 本文研究内容
第2章 全方位移动机器人系统构建与建模
    2.1 Kiwi Drive移动平台及软硬件系统设计
        2.1.1 Kiwi Drive移动平台
        2.1.2 软硬件系统设计
    2.2 运动学及动力学模型
        2.2.1 运动学模型
        2.2.2 动力学模型
    2.3 连续动力学模型
    2.4 本章小结
第3章 非线性自抗抗扰控制
    3.1 非线性自抗扰控制
        3.1.1 控制策略
        3.1.2 GPI观测器设计
        3.1.3 控制器设计
        3.1.4 稳定性分析
    3.2 仿真与实验验证
        3.2.1 仿真
        3.2.2 实验
    3.3 本章小结
第4章 基于紧格式动态线性化的无模型自适应PD控制
    4.1 基于I/O数据的动态线性化方法
    4.2 控制系统设计
        4.2.1 控制算法
        4.2.2 PJM估计算法
        4.2.3 系统控制方案
    4.3 稳定性分析
    4.4 仿真与实验验证
        4.4.1 仿真
        4.4.2 实验
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于MFAC的永磁直线电机的优化控制技术研究[J]. 沙立明,陆华才,石晶,王旭.  新余学院学报. 2017(02)
[2]基于MFAC的永磁同步直线电机位置控制[J]. 尤娜娜,辛世界.  中国农机化学报. 2015(05)
[3]线性自抗扰控制器的稳定性研究[J]. 陈增强,孙明玮,杨瑞光.  自动化学报. 2013(05)
[4]基于数据驱动算法的移动机器人跟踪控制[J]. 梁丽娟,董春.  机械与电子. 2010(07)
[5]直线电机的非参数模型直接自适应预测控制[J]. 曹荣敏,侯忠生.  控制理论与应用. 2008(03)

硕士论文
[1]基于MFAC的快速路主辅路系统均衡控制[D]. 程志辉.北京交通大学 2015
[2]基于MFAC的坦克电传动调速控制器设计[D]. 刘杰.北京交通大学 2011



本文编号：3643385