輪式機(jī)器人系統(tǒng)自抗擾控制研究.pdf

1、非完整輪式移動(dòng)機(jī)器人是自動(dòng)化領(lǐng)域研究和開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要課題，而軌跡跟蹤控制作為輪式移動(dòng)機(jī)器人的一項(xiàng)重要技術(shù)，對(duì)它的研究具有很強(qiáng)的理論價(jià)值和實(shí)際意義。目前，對(duì)于輪式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的研究尚不成熟，尤其是系統(tǒng)中存在未知非線性等問(wèn)題時(shí)，其研究就變得更加困難。針對(duì)上述問(wèn)題，本文引入自抗擾控制方法，圍繞輪式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)軌跡跟蹤控制等問(wèn)題進(jìn)行了相關(guān)研究。
　　首先，針對(duì)簡(jiǎn)單的輪式移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)環(huán)境中的跟蹤控制問(wèn)題，考慮到輪式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)帶有內(nèi)

2、外擾動(dòng)等非線性因素情況下，設(shè)計(jì)了基于自抗擾控制的魯棒跟蹤控制方案，以便實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)給定的跟蹤控制任務(wù)。通過(guò)Lyapunov穩(wěn)定性理論，我們得到了該系統(tǒng)達(dá)到全局一致穩(wěn)定性的充分條件。最后，仿真結(jié)果驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制方案的合理性和有效性。
　　其次，考慮與上述相同控制任務(wù)的基礎(chǔ)之上，為完成帶有內(nèi)外擾動(dòng)等非線性因素的輪式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的控制任務(wù)，提出基于自適應(yīng)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的魯棒跟蹤控制算法。擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器用于估計(jì)該系統(tǒng)存在的非線性因素。設(shè)

3、計(jì)Lyapunov函數(shù)，我們給出相應(yīng)的閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定性分析，并證明了所設(shè)計(jì)控制算法的有效性。最后，通過(guò)仿真對(duì)算法有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　再次，考慮輪式移動(dòng)機(jī)器人在控制輸入受限情況下的跟蹤控制問(wèn)題，引入經(jīng)典的飽和函數(shù)，設(shè)計(jì)了基于自抗擾控制的飽和跟蹤控制律，所設(shè)計(jì)的飽和控制律實(shí)現(xiàn)了輪式移動(dòng)機(jī)器人在控制受限情況下給定的軌跡跟蹤任務(wù)，并借助Lyapunov穩(wěn)定性理論，對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行了穩(wěn)定性分析和證明。最后，對(duì)直線和圓型軌跡分別進(jìn)行了跟蹤控制