移動(dòng)機(jī)器人輪滑力學(xué)模型與控制方法研究.pdf

1、輪式移動(dòng)機(jī)器人是一類可自動(dòng)行駛，通過傳感器感知周圍環(huán)境并且能夠在受到周圍環(huán)境干擾的情況下成功跟蹤上期望軌跡的地面移動(dòng)平臺(tái)。輪式移動(dòng)機(jī)器人具有高度智能化的特點(diǎn)，所以經(jīng)常到達(dá)有人駕駛車輛無法到達(dá)的危險(xiǎn)地域完成任務(wù)，隨著科技的發(fā)展，越來越受到人們的重視。
　　由于輪式移動(dòng)機(jī)器人經(jīng)常會(huì)在非結(jié)構(gòu)化和弱附著地面行駛，會(huì)遇到縱向滑轉(zhuǎn)和側(cè)向滑移的狀況，從而使得輪式移動(dòng)機(jī)器人在軌跡跟蹤過程中會(huì)偏離期望軌跡，如何解決輪式移動(dòng)機(jī)器人的縱向滑轉(zhuǎn)和側(cè)向滑移

2、問題是本文的研究重點(diǎn)。
　　首先，推導(dǎo)出輪式移動(dòng)機(jī)器人發(fā)生側(cè)向滑移時(shí)的位姿誤差偏微分方程，建立輪式移動(dòng)機(jī)器人的側(cè)向滑移運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；并且引進(jìn)滑動(dòng)參數(shù)，建立輪式移動(dòng)機(jī)器人的縱向打滑運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；利用Euler-Lagrange能量法建立輪式移動(dòng)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型，由于輪式移動(dòng)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程還具有非完整的特點(diǎn)，所以通過降階的方法消除非完整約束，從而方便后續(xù)控制器的設(shè)計(jì)；加入輪地摩擦擾動(dòng)，建立縱向打滑情況下的輪地摩擦模型。
　　其

3、次，針對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人側(cè)向滑移模型，分別使用 Lyapunov直接法和滑?？刂品椒ㄔO(shè)計(jì)控制器和自適應(yīng)律，比較分析系統(tǒng)在兩種控制方法作用下的位姿誤差收斂效果和軌跡跟蹤效果。
　　再次，針對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人縱向打滑模型，分別從運(yùn)動(dòng)學(xué)層面和動(dòng)力學(xué)層面設(shè)計(jì)控制器，運(yùn)動(dòng)學(xué)層面的控制器設(shè)計(jì)使用 Lyapunov直接法，而動(dòng)力學(xué)層面的控制器設(shè)計(jì)使用基于RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滑?？刂品椒?，從而實(shí)現(xiàn)速度跟蹤控制。
　　最后，提出雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)