非时间参考的移动机器人路径跟踪控制

合集下载

机器人控制中的路径跟踪算法

机器人控制中的路径跟踪算法机器人控制是现代工业和科学领域中的关键技术之一。

在许多应用中，机器人需要按照预定的路径进行移动和定位。

路径跟踪算法是实现这一目标的重要组成部分，它使得机器人能够准确地跟随指定的路径。

路径跟踪算法的目标是根据机器人的当前位置和给定的轨迹，计算出使机器人能够沿着路径移动的控制信号。

为了实现这一目标，需要考虑机器人本身的动力学模型、控制系统以及环境的不确定性。

目前，常见的路径跟踪算法包括：比例-积分-微分（PID）控制算法、模型预测控制（MPC）算法和轨迹生成算法。

1. 比例-积分-微分（PID）控制算法PID控制算法是最常用的路径跟踪算法之一。

它通过调整系统的比例、积分和微分参数，使机器人能够实现精确的路径跟踪。

其中，比例参数用于根据当前偏差调整机器人的速度；积分参数用于校正静态误差；微分参数用于预测机器人的运动趋势。

2. 模型预测控制（MPC）算法MPC算法是一种基于系统模型的路径跟踪算法。

它通过建立机器人的动力学模型，并预测未来一段时间内机器人的轨迹，从而生成控制信号。

MPC算法能够考虑到机器人的物理限制和环境的不确定性，因此具有较好的鲁棒性。

3. 轨迹生成算法轨迹生成算法用于生成机器人的运动轨迹。

它可以根据任务需求和环境条件，生成一条使机器人能够顺利到达目标点的轨迹。

常用的轨迹生成算法包括样条插值算法、粒子群优化算法等。

除了上述算法，还有其他一些路径跟踪算法，如Proportional Navigation、LQR控制算法等。

这些算法在不同的应用领域具有广泛的适用性。

需要注意的是，路径跟踪算法的选择应根据具体应用场景来确定。

不同的机器人类型、任务需求和环境条件都会对算法的选择和参数调整产生影响。

因此，在实际应用中，需要充分考虑系统的动态特性和性能指标，并进行实验测试和优化调整。

总之，路径跟踪算法在机器人控制中起着至关重要的作用。

通过合适的算法选择和参数调整，可以实现机器人的准确路径跟踪，进而提高机器人系统的稳定性和性能。

移动机器人的导航与运动控制算法研究

移动机器人的导航与运动控制算法研究随着科技的快速发展，移动机器人已经成为现实生活中的一部分。

移动机器人的导航与运动控制算法的研究，对于实现机器人智能化、自主化以及高效性具有重要意义。

本文将对移动机器人导航与运动控制算法的研究进行探讨，并介绍目前主流的几种算法。

移动机器人的导航算法主要包括路径规划、环境感知和定位。

路径规划是机器人从当前位置到目标位置的路径选择，环境感知则是机器人通过传感器获取周围环境信息，以便更好地进行路径规划和避障，而定位则是机器人获取自身位置信息的过程。

在路径规划方面，A*算法是一种常用的搜索算法，它通过建立搜索树来找到最短路径。

A*算法的核心思想是同时考虑启发式函数和实际代价函数，以选择最佳路径。

此外，Dijkstra算法和D*算法也常用于路径规划。

Dijkstra算法通过计算节点之间的最短距离来确定路径，而D*算法则是在遇到环境变化时，可以通过增量式的方式进行路径更新。

在环境感知方面，移动机器人通常会配备各种传感器，如摄像头、激光雷达和超声波传感器等。

这些传感器可以帮助机器人感知周围的障碍物、地图等环境信息。

通过对环境信息的获取和处理，机器人可以根据目标位置和现实环境进行综合考虑，以便找到最佳路径。

定位是移动机器人导航算法的重要一环。

目前常用的定位方法包括惯性导航系统（INS）、全局定位系统（GPS）和视觉定位等。

INS通过测量机器人的线性加速度和角速度来估计其位置和姿态，而GPS则是通过接收卫星信号来获取机器人的经纬度信息。

视觉定位则是利用摄像头获取环境图像，通过图像处理和特征匹配来确定机器人的位置。

在运动控制方面，控制算法的设计主要涉及机器人的轨迹跟踪和姿态控制。

轨迹跟踪是指机器人按照指定的路径进行运动，并通过不断调整控制参数，使机器人能够更好地跟踪预定轨迹。

姿态控制则是指机器人根据期望姿态和当前实际姿态之间的差距，通过控制器进行调整，以使机器人能够保持稳定。

常见的轨迹跟踪算法包括PID控制、模糊控制和神经网络控制等。

轮式移动机器人的路径规划和跟踪控制

ＫｅｗｏｄｓＷｈｅｅｙｒ：ｅｌｄｍｏｄｌｅｍｏｖｄｏｔＴｈｄｅｉｎｏｐａｈｅｒｂｏ；ｅｓｇｆｔｐｒｒｍｍｉｇ；ａｃｎｇｏｇａｎＴｒｋｉｃｎｔｏｆｐｈｏｒｌｏａｔ
中图分类号：Ｐ０文献标识码：Ｔ２２Ａ
Ｐａｈｐｏｒｍｍｉｇａｄｔａｋｎｏｔｏｆｗｈｅｅｄｌｖｄｒｏｔｒｇａｎｎｒｃｉｇｃｎｒｌｅｌｄｍｏｅｏｍｏｅｏｂｔ
ＮＮＪｇｆ，ＩｎｂｎＮＵＧａｇｌＨｉｎｊｎｃｎｅＡｄＴｃｎｌｙＣｌｇ，ａｂｎ１０２，ｈｎ）Ａｉ —ｕＬＵＹａ— ｉ，Ｉｕｎ —ｉｅｏｇｉｇＳｉｃｎｅｈｏｏｏｌｅＨｒｉ０７Ｃｉａｎｎ（ｌａｅｇｅ５
【摘要】介绍了路径规划的设计及路径跟踪控制设计。径规划设计是当机器人感应到障碍物路
后，用预定轨迹来实现避障功能，采而路径跟踪控制则通过计算出轨迹目标值和现时位姿的偏差，
控制电机来使偏差减小。并通过Ｍａａ真，ｔｂ仿ｌ验证了其可行性与合理性。关键词：式移动机器人；轮路径设计；路径跟踪控制
１路径规划问题描述
★来稿日：０６０ — ０期２０ — ９２
碍物的运动轨迹，即最优或次优有效路径１３１。
移动机器人的导航问题主要是Ｄｒｎ— ｙ．．提出ｕｒｔＷｈｔＨＦ［ａｅ２１

移动机器人的免疫非时间参考路径跟踪控制

维普资讯
Ｃｍｕｅｎｉｅｉｎｐｌａｉｓ计算机工程与应用ｏｐｔｒＥｇｎｒｇａｄＡｐｉｔｎｅｎｃｏ
２０，３２）２１０７４（３１
移动机器人的免疫非时间参考路径跟踪控制
１ＮｒｗｓｅｎＰｌｔｃｎｃｌＵｎｖｒｉＸｉａ１０２，ｉａ．ｏｔｅｔｒｏｙｅｈｉａｉｅｓｔｈｙ， ’ ｎ７０７Ｃｈｎ２ＸｄａｉｅｓｔＸｉａ０７Ｃｉａ．ｉｉｎＵｎｖｒｉｙ， ’ ｎ７１０１，ｈｎ
王润孝，段清娟，良宏丁
ＷＡＧＲｎｘａＤＡｉｇｊａ２ＤＮｉｎ－ｏｇＮｕ — ｉ，ＵＮＱｎ－ｕｎ，ＩＧＬａｇｈｎｏ
１．工业大学．安７０７西北西１０２２西安电子科技大学，．西安７０７１０１
ｒｂ￣．ｍｐｔｒＥｎｉｅｒｎｎｐｉａｉｎ，０７，Байду номын сангаас（３）２１２４ｏｏＣｏｕｅｇｎｅｉｇａｄＡｐｌｔｓ２０４２：１ — １．ｃｏ
ＡｂｔａｔＢｓｄｏｔｅｅｕａｉｎｌｗｏｍｍｕｉ￣ｅｂｃｒｓｏｓｉｂｏｏｙ，ｃｍｐｕｄａｈｒｃｉｇｃｎｒｌｓｒｃ：ａｅｎｈｒｇｌｔａｆｉｏｎｔｙｄａｋｅｐｎｅｎｉｌｇａｏｏｎｐｔｔａｋｎｏｔｍｅｈｄｓｏｔｏｉｐｏｏｅｆｒｔｅｒｂｅｅｉｉｇｎｈｎｎｔｂｓｄｐｒａｈｏｂｌｒｂｔ．ｋｅｓｈｍｅｔｆｎｎｔｂｓｄａ — ｒｐｓｄｏｈｐｌｍｘｓｎｉｔｅｏ－ｉｏｔｍｅａｅａｐｏｃｆｍｏｉｅｏｏｓＩｅｐｔｅｔｉｒｏｏ — ｉｍｅａｅｐｐｏｃ．ｉｆａｕｅｂｕｌｏｓｄｒｄｍｅｈｎｓｒａｈＩｓｅｔｒｄｙｆｌｃｎｉｅｅｃａｉｔｙｍｏｈｒｂｔｎｈｅｕｓｆｍｏｏｏｑｅ，ｍｉｈｐａ — ｏｐａｖｌｅｆｔｅｏｏａｄｔｅｒｑｅｔｔｒｔｒｕｌｔｔｅｅｋｔ — ｅｋａｕｏｉｓｗｈｎｈｅｒｒｓｉｇｒｈｏｇｓｌｃｉｇｐｒｐｉｔｐｒｍｅｅｓｉａａｓｒｄｃｔｅｙｔｍｖｒｈｏ，ｕｈｒｍｐｏｅｈｅｔｅｒｉｏｂｇｅ．ｒｕｈｅｅｔａｐｏｒｅａａｔｒ，ｔｎｌｏｅｕｅｈｓｓｅｏｅｓｏｔｆｒｅｉｒｖｔｅＴｎａｃｔｐｒｒｎｅｏｈｎｉｅｏｔｌｓｓｅ，ｎａｃｒｃｉｇａａｉｔｓａｄｓｌａａｔｂｌｙｉｔｅｎｅａｎｎｉｎｎ．ｉｌ— ｅｏｍａｃｆｔｅｅｔｃｎｒｙｔｍｅｈｎｅｔｋｎｃｐｂｌｉｎｅｆｄｐａｉｔｎｈｕｃｒｉｅｖｒｍｅｔｍｕａｆｒｏａｉｅ－ｉｔｏＳｔｎａｄｅｐｒｍｅｔｒｓｌｅｎｔｔｈｔｔｅｐｏｏｅｔｏｓｅｆｃｉｅａｄｐａｔａ．ｉｎｘｅｏｉｎｅｕｔｄｍｏｓｒｅｔａｈｒｐｓｄｍｅｈｄｉｆｔｎｒｃｉ１ｓａｅｖｃ

基于扰动观测器的轮式移动机器人滚动时域路径跟踪控制

第51卷第3期2021年5月吉林大学学报（工学版）Journal of Jilin University (Engineering and Technology Edition)V o l. 51 N o. 3M a y 2021基于扰动观测器的轮式移动机器人滚动时域路径跟踪控制于树友“2,常欢2,孟凌宇2,郭洋2,曲婷1(1.吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，长春130022;2.吉林大学通信工程学院，长春130022)摘要：轮式移动机器人路径跟踪控制问题中通常存在状态约束和输入约束，并且系统运行时容易受到外部扰动的影响。

本文基于非线性扰动观测器提出了一种轮式移动机器人滚动时域路径跟踪控制策略。

当没有外部扰动作用于系统时，滚动时域控制算法可以满足控制约束和状态约束，并且使得轮式移动机器人跟踪期望的轨迹；当存在外部干扰，尤其是慢变扰动时，非线性扰动观测器能够估计扰动，并通过反馈补偿扰动对轮式移动机器人移动轨迹的影响。

仿真结果表明，在外部干扰存在的情况下该控制策略能够保证移动机器人渐近跟踪期望路径。

关键词：自动控制技术；轮式移动机器人；路径跟踪问题；扰动观测器；滚动时域控制中图分类号：T P273 文献标志码：A文章编号：1671-5497(2021)03-1097-09D O I：10. 13229/ki.j d x b g x b20200065Disturbance observer based moving horizon control for pathfollowing problems of wheeled mobile robotsY U S h u-y o u12,C H A N G H u a n2,M E N G L i n g-y u2,G U O Y a n g z,Q U T i n g1(1. S ta te K e y L a b o r a to r y o f A u to m o tiv e S im u la tio n a n d C o n tro l ^J ilin U n i v e r s i ty C h a n g c h u n130022, C h in a；2. C o lle g e o f C o m m u n ic a tio n E n g in e e r in g, J ilin U n iv e r sity y C h a n g ch u n130022, C h in a)Abstract：State constraints,input constraints and external disturbances usually exist in the path following problem of w h e e l e d mobile robots.Ba s e d o n nonlinear disturbance observer,a m o v i n g horizon control strategy for path following p r o blem of wheeled mobile robots is proposed in this paper.W h i l e there is n o disturbance at all,the m o v i n g horizon control can satisfy the input and state constraints,and drive the w h e eled mobile robot to the desired path.W h i l e there are disturbances,in particular,slow varying and “big”disturbances,the proposed nonlinear disturbance observer can estimate the disturbances,and c o m p ensate the influence of the disturbances o n the w h e e l e d mobile robot through a feedback.Simulation results s h o w that the proposed control strategy can guarantee the convergence of the mobile robot to the desired path under the external disturbance.收稿日期：2020-02-10.基金项目：国家自然科学基金项目（U1964202,61703178);江苏省新能源汽车动力系统重点实验室开放课题项目(JKLNEVPS201901).作者简介：于树友（1974-)，男，教授，博士 .研究方向：预测控制，鲁棒控制.********************.cn通信作者：曲婷（1982-)，女，副教授，博士 .研究方向：汽车动力系统控制及驾驶员行为建模.E-mail ：**************.cn•1098 .吉林大学学报（工学版）第51卷Key words：automatic control technology；w h e eled mobile robot；path following p r o b l e m；disturbance observer；m o d e l predictive control〇引言轮式移动机器人（W h e e l e d mobile robot，W M R>是典型的非完整约束系统由于Brockett 条件11的存在，不能获得连续可微、线性时不变的反馈控制律镇定轮式移动机器人系统。

移动机器人路径规划和轨迹跟踪算法

移动机器人路径规划和轨迹跟踪算法在当今科技飞速发展的时代，移动机器人已经在众多领域得到了广泛的应用，从工业生产中的自动化物流搬运，到家庭服务中的智能清洁机器人，再到医疗领域的辅助手术机器人等等。

而要让这些移动机器人能够高效、准确地完成各种任务，关键就在于其路径规划和轨迹跟踪算法的有效性。

路径规划，简单来说，就是为移动机器人找到一条从起始点到目标点的最优或可行路径。

这就好像我们在出门旅行前规划路线一样，要考虑距离、路况、时间等诸多因素。

对于移动机器人而言，它所面临的环境可能更加复杂多变，比如充满障碍物的工厂车间、人员密集的商场等。

因此，路径规划算法需要具备强大的计算能力和适应能力。

常见的路径规划算法有很多种，比如基于图搜索的算法，像 A 算法。

A 算法通过对地图进行网格化，并为每个网格节点赋予一个代价评估值，从而逐步搜索出最优的路径。

它的优点是能够快速找到较优的路径，但在处理大规模地图时，计算量可能会较大。

还有基于采样的算法，如快速扩展随机树（RRT）算法。

RRT 算法通过在空间中随机采样，并逐步扩展生成树的方式来探索路径。

这种算法在高维空间和复杂环境中的适应性较强，但可能得到的路径不是最优的。

另外，基于人工势场的算法也是一种常用的方法。

它将目标点视为吸引源，障碍物视为排斥源，通过计算合力来引导机器人运动。

这种算法计算简单，但容易陷入局部最优。

轨迹跟踪则是在已经规划好路径的基础上，让机器人能够准确地按照预定的路径进行运动。

这就要求机器人能够实时感知自身的位置和姿态，并根据与目标轨迹的偏差进行调整。

在轨迹跟踪中，PID 控制器是一种常见的方法。

它通过比例、积分和微分三个环节的作用，对偏差进行修正。

PID 控制器简单易用，但对于复杂的非线性系统，其控制效果可能不够理想。

为了提高轨迹跟踪的精度和鲁棒性，现代控制理论中的模型预测控制（MPC）也得到了广泛应用。

MPC 通过预测未来一段时间内的系统状态，并优化控制输入，来实现更好的跟踪性能。

轮式移动机器人轨迹跟踪控制的特点与方法

中图分类号：Ｐ４Ｔ２２文献标识码：Ａ文章编号：０７９１（０Ｉ—０８２１０ —４６２１１１１－１００
１、前言
由于具有操作快捷、控制简单，并且节省能量等特点，轮式移动机器人成为了用途最广泛的一类移动机器人。近些年来对轮式移动机器人的研究越来越得到关注。轮式移动机器人控制的两个主要问题是：轨迹跟踪控制和点稳定控制。虽然点稳定控制问题在理论上很难解决，但是在实践中的应用并不广泛。式移动机器人的控制轮算法通常是在一个预先设定好的无障碍的路径的基础上工作的。因此，在实际上轨迹跟踪控制问题得到了广泛的关注。移动机器人的轨迹跟踪控制问题是控制机器人跟踪一个给定的、时变的轨迹。一般来说，目的是使机器人能够在每一个采样周期上以特定的姿态其
控制算法。出的离散控制算法克服了以往的基于时间连续模型所提设计的连续控制器在数字控制器上执行所需的小采样周期的问题。２２动力学轨迹跟踪控制．在机器人速度较低且载重不大的情况下，基于运动学模型设计的控制策略可以得到比较满意的控制效果。然而在机器人高速的运动或高负重运动的情况下，只考虑运动学问题而忽略了动力学方程中的系统质量和惯性会使得控制效果不理想。因此，在这种情况下在移动机器人的轨迹跟踪控制中基于动力学方程设计的控制器会取得更好的控制效果。文献【提出了一种自适应非线性控制器，３］并且通过实验验证了该控制方法的有效性。在文献［］４中一种指数滑模控制方法被提出，该方法具有很好的鲁棒性。２３移动机器人轨迹跟踪控制中常见的问题．以上提出的控制方法大都是基于理想情况所设计的。但是在实际中往往不能满足此理想情况。些时候特别是当载重运输时，有机器

移动机器人路径规划和轨迹跟踪算法

移动机器人路径规划和轨迹跟踪算法在当今科技迅速发展的时代，移动机器人正逐渐成为各个领域的重要工具，从工业生产中的自动化运输，到医疗领域的服务机器人，再到家庭中的智能清洁设备，它们的身影无处不在。

而要让这些移动机器人能够高效、准确地完成任务，路径规划和轨迹跟踪算法就显得至关重要。

路径规划，简单来说，就是为移动机器人找到一条从起始点到目标点的最优或可行路径。

这就好像我们出门旅行，需要规划出一条既省时又省力的路线。

而轨迹跟踪，则是让机器人能够按照预定的路径或轨迹准确地移动，避免偏离“既定路线”。

在路径规划方面，有许多不同的方法和策略。

其中，基于地图的规划方法是比较常见的一种。

就好比我们在手机上使用地图导航，机器人也需要一个对其工作环境的“地图”认知。

这个地图可以是事先通过传感器获取并构建的，也可以是根据机器人在运行过程中的实时感知不断更新完善的。

例如，栅格地图法将工作空间划分为一个个小的栅格，每个栅格都有相应的状态标识，比如是否可通行。

通过对这些栅格的分析和计算，机器人就能找到可行的路径。

这种方法简单直观，但对于复杂环境可能会出现精度不够或者计算量过大的问题。

另外，还有基于几何形状的规划方法。

比如，利用圆形、矩形等简单几何图形来描述机器人和障碍物的形状和位置，通过几何运算来确定可行路径。

这种方法在一些规则环境中效果较好，但对于形状不规则的障碍物处理起来可能就比较棘手。

除了这些传统方法，近年来随着人工智能技术的发展，一些基于深度学习的路径规划算法也逐渐崭露头角。

通过让机器人学习大量的环境数据和路径样本，它能够自动生成适应不同环境的路径规划策略。

轨迹跟踪算法则致力于确保机器人能够精准地沿着规划好的路径移动。

常见的轨迹跟踪算法包括 PID 控制算法、模型预测控制算法等。

PID 控制算法是一种经典的控制算法，它通过比例、积分和微分三个环节的作用，来调整机器人的控制输入，从而使机器人的实际轨迹尽量接近预定轨迹。

《2024年非完整移动机器人路径规划与轨迹跟踪控制的研究》范文

《非完整移动机器人路径规划与轨迹跟踪控制的研究》篇一一、引言随着现代机器人技术的快速发展，非完整移动机器人在生产制造、服务型机器人等领域得到了广泛应用。

其高效、精准的路径规划和轨迹跟踪控制技术，成为当前研究的热点。

本篇论文主要研究非完整移动机器人的路径规划方法和轨迹跟踪控制技术，以提高机器人的工作效能和灵活性。

二、非完整移动机器人的特性非完整移动机器人指无法实现任意运动的移动机器人。

这种机器人在结构和功能上往往具备更多的灵活性和可操作空间，但在路径规划和轨迹跟踪方面存在一定限制。

因此，对非完整移动机器人的路径规划和轨迹跟踪控制技术的研究显得尤为重要。

三、路径规划方法研究（一）全局路径规划全局路径规划主要依赖于环境地图信息，通过算法搜索出从起点到终点的最优或次优路径。

常见的全局路径规划算法包括基于图搜索的算法、基于采样的算法等。

这些算法在处理静态环境时效果较好，但在动态环境下需要实时更新地图信息，对计算资源和时间有较高要求。

（二）局部路径规划局部路径规划主要根据机器人当前的感知信息，在局部范围内进行路径规划。

常见的局部路径规划算法包括基于势场的方法、基于学习的方法等。

这些方法能够根据环境变化实时调整路径，但需要机器人具备较高的感知和决策能力。

四、轨迹跟踪控制技术研究轨迹跟踪控制技术是实现机器人精准运动的关键。

常用的轨迹跟踪控制方法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

这些方法可以结合机器人的动力学模型和运动学模型，实现对机器人运动的精确控制。

在非完整移动机器人的轨迹跟踪控制中，需要考虑到机器人的运动约束和动力学特性，选择合适的控制方法以实现精准的轨迹跟踪。

五、非完整移动机器人路径规划和轨迹跟踪的融合在实现非完整移动机器人的路径规划和轨迹跟踪时，需要考虑到两者之间的协同作用。

一方面，路径规划为机器人的运动提供全局指导；另一方面，轨迹跟踪控制确保机器人能够按照规划的路径精确运动。

因此，需要将两者融合起来，实现机器人的高效、精准运动。

论MATLAB仿真与移动机器人轨迹跟踪控制

论MATLAB仿真与移动机器人轨迹跟踪控制随着德国工业4.0和中国制造2025发展战略的提出，自动化技术正广泛应用服务于各领域，代替部分人工劳动力的同时也降低了生产成本，提高了劳动效率。

轮式移动机器人因在物流等领域的广泛应用而成为智能控制、自动化控制和运动控制的重要研究平台，然而轮式移动机器人是一个非线性的非完整系统，具有非完整约束条件特性，使其在轨迹跟踪控制时带来了很大的难度，传统的PID控制算法在轮式移动机器人轨迹跟踪控制的研究上取得了一定成果，但是随着环境的复杂化和不确定性，使得传统的控制方法达不到需要的控制效果。

近年来，随着现代控制方法的不断发展，非完整移动机器人轨迹跟踪控制也取得了很多的控制方法，主流的方法有自适应控制、反演控制、滑膜结构控制和智能控制。

本文通过对轮式移动机器人应用机械原理的方法描述其运动学模型并得到模型中各物理量之间的数学关系。

再通过设计合理的控制器，使得移动机器人能够快速稳定跟踪目标路径轨迹。

1 轮式移动机器人运动学模型1.1 建立运动学模型如图1所示，将后轮驱动前轮转向四轮移动机器人简化成双轮自行车模型（图1中阴影部分），其后輪为驱动轮，前轮为转向轮，可以在水平轴上自由转动，实现车辆转向，图1中各个参数如下：为全局坐标系；为移动机器人局部坐标；为移动机器人旋转中心；为转向轮转角；为运动速度；为移动机器人姿态；为前后轴距；为后轮转向半径；为前轮转向半径。

根据移动机器人运动学模型三个公式，利用Matlab/Simulink模块搭建运动模型并描述其参数变量之间的关系，本次仿真实验使用的工具是MathWorks公司的产品Matlab2015a版本，在Matlab/Simulink环境中搭建模块。

其搭建结果可以表示为如图2所示。

由图2可知，移动机器人有两个输入，分别为车的速度和车轮转角，三个输出，图中添加了轮式移动机器人速度限制模块（vel limit）、加速度限制模块（acceleration limit）、转向角限制器（streering angle limit）、手动中断模块（handbrake）等，确保移动机器人在运动过程中速度、加速度和转向角在一定范围内，保证其在突发情况下的安全性。

非完整移动机器人的轨迹跟踪控制

Ｔａｅｔｒｒｃｉｇｃｎｒｌｆｎｎｏｏｏｃｍｏｉｏｏｓｒｊｃｏｙｔａｋｎｏｔｏｏｈｌｎｍｉｂｌｒｂｔｏｅ
ＬＩＳｈ — ｕＴＩＮｕｐｎｉｈａＡＹ — ｉｇ（ｅａｔｅｔｆｕｏｔｏｔｌＳｕｈａｔｉｅｓｔ，ａｊｇ２０９，ｈｎ）ＤｐｒｍｎｔｍａｉＣｎｒ，ｏｔｅｓＵｎｖｒｉＮｎｉ１０６ＣｉａｏＡｃｏｙｎ
ｒｓｌｓ．ｅｕｔ
Ｋｅｏｄ｛ｂｅｏｏ；ｒｊｔｒｒｃｉｇｎｎｏｏｏｅｓｓｅ；ｉｅａｉｍｄｌｄｎｍｉｍｄｌｙｗｒｓｍｏｉｂｔｔａｃｏｙｔａｋｎ；ｏｈｌｎｍｉｙｔｍｓｋｎｍｔｏｅ｝ｙａｃｏｅｌｒｅｃ
ｈｙａｃｘｅｓｏｔｅｄｎｍｌｅｔｎｉⅡ ｍｏｅｆｏｈｌｎｍｉｂｅｒｂｔ．Ｓｍｕａｉｎｒｓｌｓｖｌａｅｔｅｔｅｒｔａｄｌｎｏｏｏｃｍｏｉｏｏｓｉｌｔｅｕｔａｉｔｈｏｅｉｌｏｎｌｏｄｈｃ
非完整移动机器人的轨迹跟踪控制
李世华，田玉平
（南大学自动控制系，苏南京２０９）东江１０６摘要：论基干运动学模型的非完整穆扎嚣人的轨违踉踪控制阿蠢。在一定的假设条件下实现了讨
ｈｌⅡ ｍｉｏｓｒｉｔｓｄｓｕｓｄｏｏｏｃｃｎｔａｎｓｉｉｃｓｅ．Ｇｉｅｏｌｏｄｔｎ，ｔｅｒｆｒｎｅｍｏｅａｅｇｏａｌｖｎｓｍｅｍｉｃｎｉｏｓｈｅｅｅｃｄｌｃｎｂｌｂｌｄｉｙ

轮式移动机器人轨迹跟踪的pid控制方法

轮式移动机器人轨迹跟踪的pid控制方法随着轮式移动机器人自主导航技术的发展，轨迹跟踪成为了一个重要的问题。

PID控制器是一种常用的控制器，在轮式移动机器人的轨迹跟踪中也有着广泛的应用。

本文将介绍一种基于PID控制的轮式移动机器人轨迹跟踪方法。

首先，我们需要确定轮式移动机器人的轨迹跟踪目标，即期望路径。

一般情况下，期望路径可以是一条直线或者一条曲线。

在本文中，我们以一条曲线为例进行说明。

其次，我们需要获取轮式移动机器人的当前位置信息。

这可以通过机器人上安装的传感器实现，如GPS、陀螺仪等。

在获取到当前位置信息后，我们需要将其与期望路径进行比较，得到偏差值。

然后，我们利用PID控制器对偏差值进行控制，从而使机器人能够跟随期望路径行驶。

PID控制器的输入是偏差值，输出是校正量，其计算公式如下：
校正量 = Kp ×偏差值 + Ki ×积分项 + Kd ×导数项
其中，Kp、Ki、Kd是PID控制器的参数，需要通过实验进行调整。

积分项和导数项分别表示偏差值的累积量和变化率，可以有效地消除偏差值的漂移和抖动。

最后，我们将校正量转化为机器人的控制指令，如电机驱动信号。

这样，机器人便可以根据PID控制器的输出实现轨迹跟踪。

综上所述，基于PID控制的轮式移动机器人轨迹跟踪方法能够实现精准的路径控制，具有较高的应用价值。

机器人轨迹跟踪控制原理

机器人轨迹跟踪控制原理引言:在现代工业生产中，机器人已经成为不可或缺的重要设备。

机器人的轨迹跟踪控制是机器人运动控制的关键技术之一。

它能够使机器人根据预定的轨迹进行准确的运动，实现各种复杂任务。

本文将介绍机器人轨迹跟踪控制的原理和应用。

一、轨迹跟踪控制的概念和意义轨迹跟踪控制是指机器人在运动过程中，按照预定的轨迹进行准确的运动控制。

它可以使机器人在复杂的环境中实现精确的位置和姿态控制，完成各种工业任务。

轨迹跟踪控制技术的应用领域非常广泛，包括制造业、物流业、医疗领域等。

它能够提高生产效率，降低人力成本，提高产品质量。

二、轨迹跟踪控制的原理1. 传感器采集数据：机器人通过激光雷达、视觉传感器等设备采集环境信息和自身状态信息，例如位置、速度、姿态等。

2. 轨迹生成：根据任务需求，通过算法生成机器人需要跟踪的轨迹。

轨迹可以是简单的直线、圆弧，也可以是复杂的曲线和多段轨迹的连接。

3. 控制器设计：设计合适的控制器来实现轨迹跟踪控制。

常用的控制方法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

控制器根据当前位置和目标位置的差异，计算出合适的控制指令，控制机器人执行相应的动作。

4. 执行控制指令：机器人根据控制指令执行相应的动作，例如调整关节角度、改变速度和方向等。

5. 闭环控制：通过传感器不断采集机器人的状态信息，与控制器中预先设定的目标状态进行比较，不断修正控制指令，使机器人能够更加准确地跟踪轨迹。

三、轨迹跟踪控制的应用1. 制造业：机器人轨迹跟踪控制在制造业中起到了重要的作用。

例如，在汽车制造过程中，机器人需要按照预定的轨迹进行焊接、喷涂等工艺，确保产品的质量和一致性。

2. 物流业：机器人轨迹跟踪控制可以应用于仓库货物的搬运和分拣。

机器人能够按照预定的轨迹准确地将货物从一个位置移动到另一个位置，提高物流效率和准确性。

3. 医疗领域：机器人在医疗领域的应用也越来越广泛。

例如，手术机器人可以按照预定的轨迹进行手术操作，提高手术的精确度和安全性。

国家自然科学基金范文机器人路径跟踪控制

国家自然科学基金范文机器人路径跟踪控制国家自然科学基金范文：机器人路径跟踪控制一、引言国家自然科学基金范文的关键词之一，机器人路径跟踪控制，是当前人工智能与机器人领域的研究热点之一。

随着科技的不断进步，机器人在工业、医疗、军事等领域的应用越来越广泛。

而机器人路径跟踪控制作为机器人导航和行动的核心技术，其研究对于提升机器人的智能化水平至关重要。

本文将围绕机器人路径跟踪控制展开全面的讨论和分析，以期为相关研究提供新的思路和方向。

二、机器人路径跟踪控制的基本概念1. 机器人路径跟踪控制的定义机器人路径跟踪控制是指机器人在运动过程中根据预定的路径进行实时跟踪和调整，以实现自主导航和自动避障的技术。

在实际应用中，机器人需要根据环境信息和路径规划算法，通过传感器感知周围环境，并利用控制算法调整自身姿态和速度，以实现精准的路径跟踪和运动控制。

2. 机器人路径跟踪控制的关键技术机器人路径跟踪控制涉及多个关键技术，包括路径规划、环境感知、运动控制等。

路径规划是指根据目标位置和环境地图生成机器人的运动路径，可以采用基于图搜索的算法或人工智能算法。

环境感知是指机器人通过激光雷达、摄像头等传感器获取周围环境信息，包括障碍物、地形等，以便实时调整路径和避障。

运动控制是指根据路径规划和环境感知的结果，对机器人的速度、角度等参数进行实时调整，以实现精准的路径跟踪和运动控制。

三、机器人路径跟踪控制的研究现状目前，关于机器人路径跟踪控制的研究已经取得了许多重要进展。

在路径规划方面，基于遗传算法、深度强化学习等人工智能算法的路径规划方法逐渐成为研究热点，可以更好地适应复杂环境下的路径规划需求。

在环境感知方面，激光雷达、摄像头等传感器的性能不断提升，为机器人提供了更加准确和全面的环境信息。

在运动控制方面，模型预测控制、非线性控制等方法在机器人路径跟踪控制中得到了广泛应用，能够实现更加稳定和灵活的运动控制。

四、机器人路径跟踪控制的挑战和展望尽管机器人路径跟踪控制取得了许多重要进展，但仍然面临着一些挑战。

《2024年非完整移动机器人路径规划与轨迹跟踪控制的研究》范文

《非完整移动机器人路径规划与轨迹跟踪控制的研究》篇一一、引言随着人工智能技术的不断发展，移动机器人成为了机器人领域研究的热点之一。

其中，非完整移动机器人因为其运动特性和广泛应用场景，受到了广泛的关注。

然而，由于非完整移动机器人的运动约束和复杂环境的影响，其路径规划和轨迹跟踪控制仍然面临诸多挑战。

本文将重点研究非完整移动机器人的路径规划与轨迹跟踪控制，以期为机器人的智能化和自主化提供支持。

二、非完整移动机器人概述非完整移动机器人是一种运动约束较为特殊的机器人，其运动状态受限于非完整约束条件。

常见的非完整移动机器人包括轮式机器人、履带式机器人等。

由于非完整约束的存在，非完整移动机器人的运动轨迹和姿态控制相对较为复杂。

因此，对非完整移动机器人的研究具有重要意义。

三、路径规划技术研究路径规划是非完整移动机器人研究中的重要一环。

本部分将详细介绍路径规划的相关技术。

首先，全局路径规划是机器人根据环境信息规划出一条从起点到终点的全局路径。

这一过程中，需要考虑到环境因素、机器人的运动特性等因素。

目前常用的全局路径规划算法包括随机路标图算法、网格法等。

这些算法可以在已知环境信息的情况下，为机器人规划出较为平滑且高效的路径。

其次，局部路径规划则是在机器人实际运动过程中，根据实时环境信息调整其运动轨迹的过程。

这一过程中，需要考虑到机器人的运动约束、实时环境感知等因素。

常见的局部路径规划算法包括基于控制的方法、基于优化的方法等。

这些算法可以根据实时环境信息，为机器人提供更加灵活的路径规划方案。

四、轨迹跟踪控制技术研究轨迹跟踪控制是非完整移动机器人的另一重要研究方向。

本部分将详细介绍轨迹跟踪控制的相关技术。

首先，传统的轨迹跟踪控制方法主要基于PID控制算法、模糊控制算法等。

这些方法虽然可以实现对机器人的基本控制，但在面对复杂环境和多变任务时，其控制效果并不理想。

因此，研究人员开始尝试引入更先进的控制算法，如基于优化算法的轨迹跟踪控制方法等。

移动机器人平滑路径规划与轨迹跟踪研究

移动机器人平滑路径规划与轨迹跟踪研究摘要：随着移动机器人应用的不断扩大，其路径规划和轨迹跟踪成为了一个重要研究领域。

本文从移动机器人平滑路径规划和轨迹跟踪的角度出发，对目前研究的最新成果和发展趋势进行了探讨。

首先，对移动机器人中的平滑路径规划和轨迹跟踪概念进行了介绍，并分别讨论了常见的算法及其应用场景等。

随后，从优化效果、计算效率、实时性等方面分析了平滑路径规划和轨迹跟踪算法的优劣，最后给出了未来的研究方向和展望。

关键词：移动机器人，平滑路径规划，轨迹跟踪，算法，优化一、引言移动机器人作为一种新型的智能化设备，其应用范围已经不断扩大。

在不同的场景下，移动机器人的路径规划和轨迹跟踪需求多种多样。

而平滑路径规划和轨迹跟踪是其中的一个重要研究领域，其关键技术是如何在机器人平滑移动的同时，实现高效率的路径规划和轨迹跟踪。

本文从移动机器人平滑路径规划和轨迹跟踪的角度出发，对目前研究的最新成果和发展趋势进行了探讨。

首先，对移动机器人中的平滑路径规划和轨迹跟踪概念进行了介绍，并分别讨论了常见的算法及其应用场景等。

随后，从优化效果、计算效率、实时性等方面分析了平滑路径规划和轨迹跟踪算法的优劣，最后给出了未来的研究方向和展望。

二、移动机器人平滑路径规划及其算法移动机器人平滑路径规划旨在寻找机器人在不碰撞的前提下，能够在一定时间内从起点到达终点的一条连续、平滑路径。

常见的平滑路径规划算法有最短路径规划算法、Dijkstra算法、A\*算法、蒙特卡洛方法等。

其中，最短路径规划算法的主要思路是在一个网格上，以目标位置为中心，搜索周围的格子。

具体说就是，把起点到终点的直线连续地切割成很多小线段，这些小线段相互之间组成了许多角度不超过45度的三角形。

然后，从起点开始，每次选取离当前节点最近的点来进行迭代，最终获得一条最优路径。

Dijkstra算法和A*算法也是基于网格的路径规划算法，但其通过计算每个节点的代价和预测值，可以避免对所有节点的访问，提高了算法的效率。

移动机器人路径规划和轨迹跟踪算法

移动机器人路径规划和轨迹跟踪算法移动机器人是一类具有自主行动能力，能够感知环境并执行任务的智能化设备，广泛应用于生产制造、仓储物流、医疗辅助等领域。

而移动机器人的核心技术之一，就是路径规划和轨迹跟踪算法。

移动机器人的路径规划指的是，在特定环境下，根据机器人的任务和环境特征，通过算法确定机器人移动的行进路径和速度，以达到最优的任务完成效果。

路径规划是机器人行动中最为基本的技术之一，其优良或者差劣直接影响到机器人的执行效率和工作质量。

路径规划算法可以分为全局路径规划算法和局部路径规划算法。

全局路径规划算法通常用于确定目标的长期路径规划，比如在无人驾驶车辆中应用得较多。

局部路径规划算法则需要根据当前机器人的位置和周围环境实时进行决策。

比如在仓储物流中，移动机器人需要在仓库内部传输货物，就需要根据货物的位置、周围的物品布局、机器人当前位置等因素制定实时的行进路线。

现在，人们已经研究出了许多不同的移动机器人路径规划算法，如A*、RRT、Dijkstra等等。

其中，A*算法是比较常见的一种，在实际的移动机器人应用中也比较常见。

A*算法对于高维度状态空间的搜索有较高的效率和优秀的搜索结果。

算法的寻路速度很快，而且比较通用，能够在各种不同的小车、机器人上进行规划。

轨迹跟踪算法则是指在确定了机器人的运动路径之后，计算机如何通过控制机器人的实际运动轨迹来执行任务的算法。

在实际的移动机器人任务中，精确的轨迹跟踪能够保证任务的准确完成，提高机器人的运动效率和稳定性。

常用的轨迹跟踪算法包括PID算法、自适应控制算法等。

其中，PID算法是一种非常经典的算法，被广泛应用于控制系统中。

PID算法根据给定的误差值和变化率，计算出控制量并作出反馈控制，以达到控制目标。

在多机器人系统中，多个机器人协作实现任务是不可避免的。

针对多机器人协作路径规划问题，现在提出的一些算法包括负载均衡策略、虚拟领队等。

负载均衡策略是一种全局性的算法，将机器人的负载均衡分配到整个队列中；而虚拟领队则是将任务分配给其中一个机器人，其他机器人则根据虚拟领队的运动轨迹进行协调。

机器人高精度轨迹跟踪与运动控制方法关键技术研究

机器人高精度轨迹跟踪与运动控制方法关键技术研究
彭九英;廖海英;张军
【期刊名称】《科学技术创新》
【年(卷),期】2024()6
【摘要】随着科技的迅速发展,机器人技术已经成为现代工业、医疗、服务等多个领域的核心技术,这些应用要求机器人不仅要有高度的操作精度,还要能在复杂和动态的环境中稳定工作。

基于此,本文提出了一种结合优化算法和模糊控制的轨迹跟踪方法,旨在提高跟踪精度和控制的响应速度,相比于传统方法,在轨迹跟踪精度和控制稳定性方面表现更优,以期在各类机器人应用中实现更高的精确度、更好的适应性和更强的稳定性。

【总页数】4页(P208-211)
【作者】彭九英;廖海英;张军
【作者单位】湖南劳动人事职业学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP242.2
【相关文献】
1.移动机器人轨迹跟踪与运动控制
2.工业机器人的实时高精度路径跟踪与轨迹规划
3.工业机器人实时高精度路径跟踪与轨迹规划
4.高精度轨迹跟踪的6-PRRS并联机器人自抗扰控制研究
5.基于参考轨迹的移动机器人避碰决策及轨迹跟踪方法
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

国家自然科学基金范文机器人路径跟踪控制

国家自然科学基金范文机器人路径跟踪控制一、概述机器人作为一种智能化的装置，已经在工业生产、医疗卫生、军事防卫等领域发挥着越来越重要的作用。

在机器人的研发中，路径跟踪控制是一个至关重要的技术，它涉及到机器人在复杂环境中实现精准运动的能力。

研究和改进机器人路径跟踪控制技术对于提高机器人的自主性和智能化水平具有重要意义。

二、国家自然科学基金项目背景针对机器人路径跟踪控制技术的研究，我国已经开展了大量的科研工作。

国家自然科学基金项目《机器人路径跟踪控制技术研究与应用》就是其中一个重要的项目。

该项目旨在通过探索先进的控制算法和技术手段，提高机器人在复杂环境下的路径跟踪效果，从而推动我国机器人技术的发展和应用。

三、国家自然科学基金项目的研究内容1. 控制算法的研究与优化在机器人的路径跟踪过程中，控制算法起着至关重要的作用。

该项目团队将深入研究现有的路径跟踪控制算法，提出改进和优化的方案，以提高机器人运动的精准性和稳定性。

通过结合经典的控制理论和现代的智能算法，该项目将探索新的路径跟踪控制方法，为机器人的智能化运动提供更加可靠的支持。

2. 复杂环境下的实验验证为了验证研究成果的有效性，该项目团队将在复杂环境下进行大量的实验验证工作。

他们将设计各种不同的场景和情况，对机器人的路径跟踪控制进行全面的测试和评估。

这些实验将为路径跟踪控制技术的改进提供有力的支持，也为实际应用场景下的机器人运动提供了重要的参考。

3. 路径跟踪控制技术在实际应用中的推广除了理论研究和实验验证，该项目还将重点关注路径跟踪控制技术在实际应用中的推广和应用。

他们将积极与工业企业、医疗机构、军队部队等合作，将研究成果转化为实际的生产力，并推动机器人路径跟踪控制技术在各个领域的应用。

四、个人观点与总结对于国家自然科学基金项目《机器人路径跟踪控制技术研究与应用》，我认为它在当前机器人技术发展中具有重要的意义。

路径跟踪控制技术的改进能够提高机器人的自主性和智能化水平，为机器人在各种领域的广泛应用提供了有力的支持。

非时间参考的移动机器人路径跟踪控制

机器人控制中的路径跟踪算法

移动机器人的导航与运动控制算法研究

轮式移动机器人的路径规划和跟踪控制

移动机器人的免疫非时间参考路径跟踪控制

基于扰动观测器的轮式移动机器人滚动时域路径跟踪控制

移动机器人路径规划和轨迹跟踪算法

轮式移动机器人轨迹跟踪控制的特点与方法

移动机器人路径规划和轨迹跟踪算法

《2024年非完整移动机器人路径规划与轨迹跟踪控制的研究》范文

论MATLAB仿真与移动机器人轨迹跟踪控制

非完整移动机器人的轨迹跟踪控制

轮式移动机器人轨迹跟踪的pid控制方法

机器人轨迹跟踪控制原理

国家自然科学基金范文 机器人路径跟踪控制

《2024年非完整移动机器人路径规划与轨迹跟踪控制的研究》范文

移动机器人平滑路径规划与轨迹跟踪研究

移动机器人路径规划和轨迹跟踪算法

机器人高精度轨迹跟踪与运动控制方法关键技术研究

国家自然科学基金范文 机器人路径跟踪控制

国家自然科学基金范文机器人路径跟踪控制

国家自然科学基金范文机器人路径跟踪控制