[发明专利]一种移动机器人轨迹跟踪控制的方法

摘要

本发明公开了一种移动机器人轨迹跟踪控制的方法，首先给出了移动机器人的动力学模型，考虑了可能施加在机器人系统上的外部干扰，假定干扰是有界的，基于输入‑状态稳定性设计了一种鲁棒非线性控制律。理论分析和数值仿真表明所设计的控制律可以克服有界外部干扰的影响，使机器人的横向距离、纵向距离以及方向角最终趋于稳态，验证所设计控制律的有效性。

主权项

1.一种移动机器人轨迹跟踪控制的方法，其特征在于包含以下步骤：(1)设定机器人期望的位置和方向其中x_r,y_r,均为常值；(2)采集第t个采样点移动机器人的位置与方向信息(3)第t个采样点时，在轮子上施加控制力矩其中k是正常数，下标t表示第t个采样点，表示采样间隔，上标T表示转置，上标表示伪逆，τ_t＝(τ_1,t,τ_2,t)^T代表施加在轮子上的控制力矩；ω_t＝(ω_1,t,ω_2,t)^T表示第t个采样点的左轮和右轮的角速度；表示第t个采样点机器人实际位置和方向与期望的差值向量；其中是常数矩阵，d₁₁和d₂₂表示地面摩擦系数；表示正定对称的惯性矩阵，是常数矩阵，其中m₁₁＝0.25b^‑2r²(mb²+I)+I_ω，m₁₂＝0.25b^‑2r²(mb²‑I)，m＝m_c+2m_ω，I＝m_cd²+2m_ωb²+I_c+2I_m，c＝0.5b^‑1r²m_cd，b代表移动机器人宽度的一半，r代表轮子的半径，I_c,I_ω和I_m分别为本体绕经过机器人的轴以及x轴和y轴的转动惯量，d代表左轮和右轮的中心到机器人重心的距离；(4)重复以上步骤2‑3，可以实现移动机器人的位置与方向的控制。