[发明专利]一种基于ESO的移动机器人双闭环滑模轨迹跟踪控制系统

权利要求书

1.一种基于ESO的移动机器人双闭环滑模轨迹跟踪控制系统，其特征在于，包括运动学控制器、变量转换器、IFPRRL滑模控制器、扩展状态观测器、驱动电机、方位反馈模块；

所述方位反馈模块用于向所述运动学控制器反馈当前移动机器人的实时方位，包括实际方向和实际位置；

所述运动学控制器用于根据接收的实际方位、给出的期望位置，通过设计的位置控制律和姿态控制律，计算出期望线速度与期望角速度；

所述变量转换器用于将所述期望线速度与期望角速度转换为移动机器人的左右轮期望转速；

所述扩展状态观测器用于根据当前所述驱动电机输出的左右轮实际转速、受到的不确定性扰动及所述IFPRRL滑模控制器输出的左右轮实际驱动电压，计算所述不确定性扰动的观测值；

所述IFPRRL滑模控制器用于根据所述左右轮期望转速、所述左右轮实际转速、所述不确定性扰动的观测值，结合设计的分数幂次趋近律计算作用于所述驱动电机的左右轮期望驱动电压，以使所述驱动电机改以所述左右轮期望驱动电压驱动移动机器人。

2.根据权利要求1所述的一种基于ESO的移动机器人双闭环滑模轨迹跟踪控制系统，其特征在于，设计的位置控制律为：

其中，v_d表示期望线速度，控制律调节系数a₁＞0,b₁＞0，控制律调节系数a₂＞0,b₂＞0，给出的期望位置包括移动机器人在x方向和y方向期望值x_d、y_d，参数上方带一个圆点均表示一阶求导，第一滑模函数s₁＝x_e＝x-x_d，第二滑模函数s₂＝y_e＝y-y_d，x_e、y_e为x方向和y方向期望值x_d、y_d和真实值x、y的误差，真实值x、y表征当前移动机器人的实际位置，θ_d表示计算的移动机器人的期望角度，所述运动学控制器建立的坐标模型为以移动机器人的运动平面建立的XOY笛卡尔坐标系，移动机器人的实际位置由其几何中心点的x、y坐标表示，移动机器人的行驶方向即线速度方向与X轴的夹角定义为移动机器人的角度θ，θ表征移动机器人的实际方向。

3.根据权利要求2所述的一种基于ESO的移动机器人双闭环滑模轨迹跟踪控制系统，其特征在于：

n为周期且n∈Z。

4.根据权利要求3所述的一种基于ESO的移动机器人双闭环滑模轨迹跟踪控制系统，其特征在于，设计的姿态控制律为：

其中，ω_d表示期望角速度，第三滑模函数s₃＝θ_e，θ_e＝θ-θ_d表示移动机器人的实际角度θ与期望角度θ_d之间的误差，调节系数a₃＞0,b₃＞0。