基于終端滑模的輪式機(jī)器人模糊自適應(yīng)路徑跟蹤控制.pdf

1、本文首先介紹了非完整系統(tǒng)與非完整機(jī)器人的基本概念和數(shù)學(xué)基礎(chǔ);針對(duì)以往質(zhì)心位置已知且處于幾何中心的輪式移動(dòng)機(jī)器人模型，提出了更加符合機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行情況的質(zhì)心位置未知的輪式移動(dòng)機(jī)器人數(shù)學(xué)模型，并推導(dǎo)了其運(yùn)動(dòng)學(xué)模型方程。
　　然后，對(duì)質(zhì)心位置未知的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)了基于快速終端滑模的模糊自適應(yīng)路徑跟蹤控制方法。該方法采用模糊邏輯系統(tǒng)逼近控制器中的未知函數(shù)，基于李亞普諾夫穩(wěn)定性分析方法為未知參數(shù)設(shè)計(jì)自適應(yīng)律，并提出了對(duì)控制方向的假設(shè)來(lái)設(shè)

2、計(jì)魯棒控制器補(bǔ)償逼近誤差。證明了該方法不但可以保證閉環(huán)系統(tǒng)中的所有信號(hào)有界，而且可使跟蹤誤差在有限時(shí)間內(nèi)收斂到原點(diǎn)的小鄰域內(nèi)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文方法的有效性。
　　接下來(lái)，對(duì)控制方向未知的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)提出了基于快速終端滑模的模糊自適應(yīng)路徑跟蹤控制方法。采用模糊系統(tǒng)逼近控制器中的未知函數(shù)，設(shè)計(jì)魯棒控制器來(lái)補(bǔ)償逼近誤差，并把Nussbaum-type函數(shù)融入魯棒控制器來(lái)估計(jì)未知控制方向，解決因系統(tǒng)控制方向未知造成魯棒控制項(xiàng)難以設(shè)計(jì)的

3、問(wèn)題;證明了該方法不但可以保證閉環(huán)系統(tǒng)中的所有信號(hào)有界，而且可使跟蹤誤差在有限時(shí)間內(nèi)收斂到原點(diǎn)的小鄰域內(nèi)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了本文方法的有效性。
　　最后，基于輪式移動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用COM技術(shù)將設(shè)計(jì)的控制器仿真程序轉(zhuǎn)換為COM組件，在VC++環(huán)境中編寫(xiě)輪式移動(dòng)機(jī)器人路徑跟蹤控制程序，通過(guò)編碼器得到機(jī)器人位姿信息，在路徑跟蹤控制程序作用下使機(jī)器人跟蹤期望路徑。同時(shí)編寫(xiě)機(jī)器人實(shí)時(shí)路徑監(jiān)控程序，在機(jī)器人上位機(jī)中顯示機(jī)器人運(yùn)行路徑、監(jiān)控路