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轮式差速移动机器人是一种典型的非线性、非完整系统。近年来,因其广泛的应用前景,有关移动机器人的各种研究层出不穷,本文主要研究移动机器人路径跟踪控制问题。
首先建立了重心位置任意的移动机器人模型,与之前研究中使用的模型相比,更符合实际情况。在已知重心位置的情况下,利用非线性控制方法设计路径跟踪控制律,进行仿真和实验研究,证明了该算法的有效性。
考虑重心位置难以精确预测且会随负载变动的实际情况,采用不依赖模型的模糊控制方法设计控制器。引入临时路径极大简化了模糊控制器的设计,加入积分环节提高控制器的稳态精度,并进行仿真和实验研究,结果表明该算法简洁有效。
考虑模糊控制规则库的建立依赖一定的主观因素,提出自适应模糊路径跟踪控制方法,此方法用模糊逻辑系统逼近控制器中的不确定函数,并就逼近误差界已知和未知两种情况,分别设计鲁棒控制项对逼近误差进行补偿,对未知参数设计了自适应调节律,基于Lyapunov理论证明了此算法可使闭环系统稳定,且使跟踪误差收敛到原点。仿真结果验证了此方法的有效性。
最后对上文采用的三种控制方法进行对比,分析结果,并对下一步的研究提出改进措施。