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非完整约束轮式移动机器人的运动控制研究

作　者: 刘凤娟
导　师: 闫茂德
学　校: 长安大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 非完整轮式移动机器人轨迹跟踪控制滑模变结构控制自适应控制电机驱动群集运动控制
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

随着计算机技术、控制技术以及人工智能技术的日新月异，移动机器人的应用越来越广泛，其智能化程度也越来越高。目前，移动机器人不仅涉足于农业、工业、服务业，还致力于国防、航空等诸多高科技前沿行业。轨迹跟踪控制是移动机器人运动控制的基础，也是重中之重与研究热点，在民用和军工上都有着极为重要的应用和广阔的前景。本文以轮式移动机器人为研究对象，结合滑模变结构控制与自适应控制，对单移动机器人和多移动机器人的运动控制问题分别进行了深入研究，主要研究工作和成果如下：1、以运动学模型为基础，针对系统中参数已知以及存在未知参数的情况，分别采用滑模变结构控制和自适应滑模变结构控制设计相应的轨迹跟踪控制律，并通过构造Lyapunov函数来证明系统在控制律下的全局稳定性。2、针对动力学模型的轨迹跟踪控制问题，通过设计运动学控制器，引入辅助控制量，构造了快速终端滑模控制律，实现了移动机器人对期望轨迹的跟踪；进一步考虑系统中驱动电机的影响，以电机电压作为控制输入，当系统存在未知参数和外界干扰时，设计了自适应轨迹跟踪控制律，满足了移动机器人的高精度轨迹跟踪要求。3、针对多移动机器人系统，采用匿名领航者方案，研究了多智能体的Leader-Follower分布式群集运动控制策略。为了解决群集中个体缺乏领航者信息的情形，本文采用虚拟群集中心估计的方法来实现群集运动。通过仿真结果验证了所提控制算法的可行性和有效性。

非完整约束轮式移动机器人的运动控制研究

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