具有時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)化輪式移動(dòng)機(jī)器人軌跡跟蹤控制.pdf

1、隨著人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，輪式移動(dòng)機(jī)器人在科考、排險(xiǎn)、救援、作戰(zhàn)、安防、智能交通等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。其軌跡跟蹤問(wèn)題涉及到運(yùn)動(dòng)學(xué)、智能控制、信息處理等綜合性問(wèn)題，一直是移動(dòng)機(jī)器人研究工作的重點(diǎn)。無(wú)論是主從式移動(dòng)機(jī)器人軌跡跟蹤控制還是遠(yuǎn)程軌跡跟蹤控制，通信網(wǎng)絡(luò)的引入打破了傳統(tǒng)控制系統(tǒng)在空間位置上的局限，增加了控制系統(tǒng)的靈活性，但是網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延往往不可避免，并將導(dǎo)致系統(tǒng)性能下降甚至失穩(wěn)。因此，對(duì)移動(dòng)機(jī)器人軌跡跟蹤系統(tǒng)的時(shí)延問(wèn)題進(jìn)行研究具有

2、重要的理論和實(shí)際意義。
　　本文主要研究了主從移動(dòng)機(jī)器人保持恒定距離跟蹤的控制方法以及跟蹤過(guò)程中通信網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延的估計(jì)與補(bǔ)償問(wèn)題，主要研究工作包括以下幾個(gè)方面:
　　1.針對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人的領(lǐng)航-追隨軌跡跟蹤控制問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種基于直接反饋線性化的PID控制器。首先分析了單個(gè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，進(jìn)而建立了領(lǐng)航-追隨軌跡跟蹤誤差系統(tǒng)模型。在此基礎(chǔ)上，考慮到實(shí)際運(yùn)動(dòng)中輪子打滑等不確定性和外界干擾因素的影響，導(dǎo)出了一種帶擾動(dòng)的非線

3、性耦合系統(tǒng)模型，進(jìn)而采用直接反饋線性化方法獲得線性模型，并設(shè)計(jì)了具有穩(wěn)定性保證的PID軌跡跟蹤控制器。
　　2.針對(duì)網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延引起的移動(dòng)機(jī)器人軌跡跟蹤控制系統(tǒng)模型的不確定，將這種不確定性建模為系統(tǒng)的干擾，通過(guò)設(shè)計(jì)擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)干擾估計(jì)，進(jìn)而設(shè)計(jì)線性自抗擾控制器對(duì)這些干擾和其它模型不確定性進(jìn)行動(dòng)態(tài)線性化補(bǔ)償，從而減少網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延對(duì)系統(tǒng)性能的影響，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)誘導(dǎo)時(shí)延影響下的移動(dòng)機(jī)器人軌跡跟蹤。
　　3.研究了移動(dòng)機(jī)器人的遠(yuǎn)