移动机器人的轨迹跟踪控制新方法

ｏ ａｅｔｒ ｒｃ ｉｇａｅｃ ｎ ｅｇ ｄ ａ ｄｔ ｅａｙ ｔｔ ｔｂｌ ｙｏ ｈ ｌｓ ｄｌｏ ｙ ｔｍ ｕ ｒｎｅ ｄ ｆ ｒｊｃｏｙｔａｋｎ ｒ ｏ ｖ ｒｅ ， ｎ ｈ ｓｍｐｏｉ ｓａ ｉｔ ｆ ｅｃ ｅ ｐｓｓｅ ｉ ｇ ａａ ｔｅ ． ｔ ｃ ｉ ｔ ｏ ｏ ｓ
定特 性 。文 献 ［ －讨论 了两 后 轮角 速度 为控 制输 入 －１ ４
ｐｒ ｂｌ ｍ ｂｉ ｏ ｔｓ ｓ ｅ ｓｄｉｃ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓｐａ ｅ ．Ｂｙ ｕｓｎｇ ｔ ａ ｎｏ ｒ ｃ ｔ ｄ，ａｇｌ ｂａ ｏ ｅ ｏｆｍｏ ｌ ｒ ｂｏ ｙ ｔ ｍｓｉ ｓ ｕ ｓ ｄ ｉ ｈｉ ｐ ｒ ｅ ｉ ｈｅＬｙ ｐｕ ｖ ｄｉｅ ｔｍｅ ｈｏ ｏ ｌ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｃ ｎ ｉｅｉ ｇ ｏ ｈ ｉｅ ｔ ｓ ｍｏ ｅ ｆ ｍｏ ｉ ｏ ｏ ，ｔ ｅ ｔａｅ ｔ ｒ ｒ ｃ ｉｇ ｃ ｎ ｒ ｌ ｓｒ ｃ ： ｏ ｓｄ ｒｎ ｆ ｔ ｅ ｋ ｎ ｍａ ｉ ’ ｃ ｄ ｌ ｏ ｂ ｌ ｒ ｂ ｔ ｈ ｒ ｊｃｏ ｙ ｔａ ｋｎ ｏ ｔｏ ｅ
Ｆｕ ｔ ｅ ｍｏ ｅ，ｔ ｅ ｇ ｏ ａ ｓ ｍｐ ｏ ｉ ｔ ｂ ｌ ｙ ｉ ａ ａ ｙ ｅ ｎ ａ ｉ ａ ｅ ． Ｓ ｍｕ ａ ｉ ｎ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｏ ｔ ｅ ｅ ｒ ｒ ｒｈ ｒ ｒ ｈ ｌ ｂ ｌａ ｙ ｔ ｔ ｓ ａ ｉ ｔ ｓ ｎ ｌ ｚ ｄ ａ ｄ ｖ ｌ ｔ ｄ ｃ ｉ ｄ ｉ ｌ ｔｏ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｒ ｏ ｓ
文献 所设 计 的控制 器过程 都相 当 的复杂 。
本文 在借鉴 文 献 ［ ，］ ５ ６ 基础 上 ， 计 了一种基 于 设
Ｌ ａｕｏ ｙ ｐ ｎ ｖ直接法 的简单控 制器设 计方 案 ， 足移 动 满 机器 人 的轨 迹 跟踪 要 求 ， 分析 证 明 系统 可实 现 全 并 局渐 近稳定 。该 方法设 计过 程简 单并且 具有 直观 的 稳 定 性 分 析 ，适 用 于移 动 机 器 人 全 局 轨 迹 跟 踪 控 制 。 真结果 表 明该方 法具 有快 速跟踪 和稳定 特性 。 仿
ＺＨＡＯ Ｔａｏ， Ｕ ｉ ｇ— ｏ ＬＩ Ｍ ｎ ｙ ｎｇ， ＺＨＯＵ ａ — ｏｎ Ｌｉ ｎｇ ｒ ｇ
（ ｏｌ ｅ ｆ Ｍａ ｉｅ Ｎｏｔ ｗｅ ｌ ｔ ｈ ｉ ｌ ｉｅｓ ｙ ｘｉａ １ ０ ２ Ｃ ｉ ） Ｃｌｇ ｒ ， ｒ ｅ ｏ ｎ ｈ ｓ Ｐｏ ｃ ｎｃ ｖ ｒｉ ， ’ ｎ ７ ０ ７ ， ｈｎ ｔ ３ｅ ａ Ｕｎ ｔ ａ
出 了具 有 全 局 渐 近稳 定 的 轨 迹 跟 踪 控 制 器 ， 足 了移 动 机 器 人 的 轨 迹 跟 踪 要 求 ， 分 析 证 明 了系 统 可 实 现 全 局 渐 近 稳 定 。最 满 并 后 ， 真 结 果 表 明 从 较 大 初 始 跟 踪 误 差 很 快 收 敛 到 零 误 差 ，闭 环 系 统稳 定 ， 有 良好 的动 态 特 性 。 仿 具
关 键 词 ： 动 机 器 人 ， 迹 跟 踪 ， ｙ ｐ ｎ ｖ函数 移 轨 Ｌ ａｕ ｏ
中 图分 类 号 ： ２ ＴＰ ４
文 献标 识码 ： Ａ
Ｎｏ ｅ ｔ ｏ ｏ ｒ ｊ ｃｏ ｙＴ ａ ｋ ｎ ｏ ｔｏ ｆＭ ｏ ｉ ｂ ｔ ｖ ｌＭｅｈ ｄ ｆ ｒＴ ａ ｅ ｔｒ ｒ ｃ ｉｇ Ｃ ｎ ｒ ｌ ｂｌ Ｒｏ ｏ ｏ ． ｅ
移 动机 器 人 的轨 迹跟 踪 控 制新 方 法
赵 涛 ， 明 雍 ， 良荣 刘 周
（ 北工业大学航海学 院， 安 西 西 ７０７） １ ０２
摘
要 ： 对 运 动 学 模 型 描 述 的 移 动 机 器 人 系统 ， 究 了 移 动 机 器 人 的轨 迹 跟 踪 控 制 问 题 ， 于 Ｌ ａ ｕ ｏ 针 研 基 ｙｐ ｎ ｖ直 接 法 ， 计 设
Ｋｅ ｒ ｓ ｍｏ ｉ ｏ ｏ ，ｒ ｊｃｏ ｙ ｔａ ｋｎ Ｌ ａ ｕ ｏ ｕ ｃｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｂｌ ｒ ｂ ｔ ｔａｅ ｔ ｒ ｒ ｃ ｉｇ， ｙ ｐ ｎ ｖ ｆ ｎ ｔ ｅ ｏ
引 言
移 动机器 人可 通过移 动来 完成 一些 比较危 险 的 任务 ， 如地 雷 探 测 、 底 探 测 、 人 机 驾 驶 等 ， 海 无 在工
业、 国防等很 多领域 都有 实用 价值 ［ 。 十年来 ， １ 近 ］ 移 动机 器人 的跟 踪 问题 引 起 了控 制 工作 者 的关 注［９ １］ －。 文献 Ｅ ］ 用 Ｂ ｃ ｓｐ ｉｇ的 方 法 设 计 了变 结 构 控 ２利 ａ ｋ ｔｐｎ
制 的切换 函数 ， 解决 了切换 函数 设计 的难 点 问题 ， 构 造 的滑模轨 迹 跟踪控 制器 ， 以实现 全局 渐近跟 踪 。 可 文献 ［ ］ 用 Ｂ ｅ ｓｐ ｉｇ方法设 计控 制律 ， 免 了 ３利 ａ ｋ ｔｐｎ 避 以前 采用线 性化 方法 处理非 线性 问题 带来 的局 部稳
Ｖｏ ．３ Ｎｏ １ Ｉ ５． ． １ ＮＯ ２ １ Ｖ， ０ ０
火 力 与 指 挥 控 制
Ｆ ｒ ｎ ｒ ｌ＆ Ｃｏ ｉｅＣｏ ｔｏ ｍｍａ ｄ Ｃｏ ｔｏ ｎ ｎｒ１
第 ３ ５卷 第 １ 期 １ ２１ ０ ０年 ｌ 月 １
文章 编 号 ：０ ２ ０ ４ （ ０ ０ １ — ０ ３ ０wenku.baidu.com １ ０— ６０ ２ １ ）１０ ３－ ２
ａ ｙ ｔｔｃ ｌｙ ｔａ ｋｎ ｏ ｔｏ ａ ｉ ｅ ｅｏ ｅ Ｏ ｔ ａ ｈ ｂｌ ｏ ｏ ａ ｒ ｃ ｅ ｉ ｄ ｔａｅ ｔ ｒ ． ｓ ｍｐ ｏ ｉａ ｌ ｒ ｃ ｉｇ ｃ ｎ ｒ ｌｌｗ ｓ ｄ ｖ ｌｐ ｄ Ｓ ｈ ｔ ｔ ｅ ｍｏ ｉ ｒ ｂ ｔｃ ｎ ｔａ ｋ ｄ ｓｒ ｒ ｊｃ ｏ ｙ ｅ ｅ