基于干擾觀測器的多機器人滑模編隊控制.pdf

1、隨著機器人技術(shù)的發(fā)展，多機器人協(xié)作技術(shù)成為一個重要研究方向，編隊控制作為協(xié)作技術(shù)研究的基礎(chǔ)，受到國內(nèi)外學(xué)者高度的關(guān)注。由于負(fù)載變化、參數(shù)攝動及外部擾動等諸多不確定性都會影響編隊控制目標(biāo)的實現(xiàn)，因此針對受不確定性影響的多機器人編隊控制問題成為國內(nèi)外研究的熱門課題。干擾觀測器作為一種提高不確定性系統(tǒng)魯棒性的有效手段，應(yīng)用于多機器人編隊控制中，可以有效的抑制不確定性對系統(tǒng)的影響，提高控制精度。本文針對多機器人編隊控制問題，提出了基于干擾觀測器

2、的滑模控制策略。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對輪式移動機器人的非完整特性進(jìn)行了分析，建立了非完整移動機器人的運動學(xué)和動力學(xué)模型，分析了目前常用的四種編隊控制方法，選取領(lǐng)航-跟隨法，建立編隊系統(tǒng)的動力學(xué)模型，并對編隊系統(tǒng)中存在的不確定性進(jìn)行了分類及分析。⑵介紹了干擾觀測器的基本概念，建立干擾觀測器的標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)典結(jié)構(gòu)圖，并對其性能進(jìn)行分析;針對一類具有不確定性的非線性系統(tǒng)，提出了基于干擾觀測器的干擾抑制方法，重點講述了非線性干擾觀測器的

3、設(shè)計原理，給出了觀測誤差的概念，并對其收斂性進(jìn)行分析。⑶以編隊系統(tǒng)的動力學(xué)模型為控制對象，在只考慮匹配不確定性的情況下，提出了常規(guī)滑模、二階滑模和積分滑模三種控制方法，闡述了控制器的設(shè)計過程、參數(shù)選取原則以及控制方法的穩(wěn)定性分析，通過仿真實驗驗證了三種滑?？刂频挠行砸约皩ζヅ洳淮_定性的不變性。⑷針對滑?？刂茻o法抑制的非匹配不確定性問題以及滑?？刂浦写嬖诘亩墩駟栴}，提出了基于非線性干擾觀測器的控制策略。在不確定性上界未知的假設(shè)條件下，采