基于解耦和H-,∞-魯棒的非完整移動(dòng)機(jī)器人軌跡跟蹤控制研究.pdf

1、非完整約束是指約束中含有廣義坐標(biāo)的導(dǎo)數(shù)，且這些導(dǎo)數(shù)不全部可積。輪式移動(dòng)機(jī)器人是典型的非完整系統(tǒng)，其非完整特性體現(xiàn)在車輪本身的純滾動(dòng)而無(wú)滑動(dòng)限制上。 本文提出了一種新的輪式移動(dòng)機(jī)器人模型——差分驅(qū)動(dòng)模型。該模型通過(guò)同步齒形帶使單側(cè)的車輪等速。這種結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)可靠穩(wěn)定，控制相對(duì)簡(jiǎn)單。接著根據(jù)非完整力學(xué)建立了移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)其非完整特性做了深入的分析，證明了軌跡跟蹤的可控性。 針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人的軌跡跟蹤問(wèn)題

2、，設(shè)計(jì)了基于運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的解耦控制器。通過(guò)仿真說(shuō)明了該控制器的有效性，同時(shí)也指出該算法并不具備抗干擾性。出于實(shí)用性的考慮，本文提出了一種解耦和H∞魯棒的混合控制算法。首先建立了包含自身不確定因素和外界干擾的機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型，接著利用輸入輸出解耦得到廣義誤差的狀態(tài)方程，再根據(jù)H∞指標(biāo)獲得最終的混合控制律，并證明了該控制律的魯棒穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)橢圓曲線的跟蹤仿真證明了控制器的有效性。 最后，具體設(shè)計(jì)了差分驅(qū)動(dòng)移動(dòng)機(jī)器人的本體機(jī)構(gòu)，并搭建