改进BELVC的四轮驱动机器人运动控制方法 被引量：3

1

作者 王建彬 杨宜民 陈建平 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期9-12,共4页

为降低不确定扰动等非线性因素对四轮全向移动机器人运动的影响,提出一种基于改进大脑情感学习速度控制器(IBELC)的运动控制方法.采用模糊控制方法在线调整IBELC中的权值学习率,根据机器人整体的速度误差实时地为四个轮子提供附加补偿量... 为降低不确定扰动等非线性因素对四轮全向移动机器人运动的影响,提出一种基于改进大脑情感学习速度控制器(IBELC)的运动控制方法.采用模糊控制方法在线调整IBELC中的权值学习率,根据机器人整体的速度误差实时地为四个轮子提供附加补偿量.仿真结果说明:通过实时地调整学习率IBELC能够获得更好的动态品质,大大减小不确定因素对机器人运动的影响,提高了系统的稳定性和跟踪精度. 展开更多

关键词 全向移动机器人 大脑情感学习 学习率 模糊规则 运动控制

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基于神经网络的全方位移动机器人运动稳定性研究 被引量：17

2

作者 叶长龙 张思阳 +1 位作者 于苏洋 姜春英 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期443-451,共9页

全方位移动机器人具有平面运动的3个自由度,运动灵活性高,被广泛应用到狭窄拥挤环境中.针对实验室开发的MY2轮在运动过程中的振动现象及轨迹误差问题,采用BP(反向传播)神经网络方法来解决.根据机器人的结构及运动特点,建立BP神经网络模... 全方位移动机器人具有平面运动的3个自由度,运动灵活性高,被广泛应用到狭窄拥挤环境中.针对实验室开发的MY2轮在运动过程中的振动现象及轨迹误差问题,采用BP(反向传播)神经网络方法来解决.根据机器人的结构及运动特点,建立BP神经网络模型并分析及优化了BP神经网络参数.以BP神经网络模型为基础进行轨迹仿真实验,分析初值、不同速度及不同轨迹对模型的影响.结果表明基于合适的BP神经网络方法可以将轨迹误差控制在3mm内,偏向转角误差小于3°,能够减缓机器人振动,提高轨迹精度.通过输入不同运动轨迹验证BP神经网络模型的普遍适用性,最后通过实验验证了仿真结果的正确性. 展开更多

关键词 全方位移动机器人 运动稳定性 BP神经网络 轨迹精度

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基于CoDeSys的全向移动机器人控制系统设计 被引量：16

3

作者 徐建明 赵亚楠 +1 位作者 吴蜀魏 徐文龙 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期230-236,共7页

研究了全向移动机器人的运动控制问题,设计了一种基于CoDeSys的控制系统。首先,搭建了由两个全向轮和两个万向轮构成的对角驱动四轮全向移动机器人本体。然后,根据车体位置-航向偏差构建了Lyapunov函数,设计一种适应车体线速度的反馈控... 研究了全向移动机器人的运动控制问题,设计了一种基于CoDeSys的控制系统。首先,搭建了由两个全向轮和两个万向轮构成的对角驱动四轮全向移动机器人本体。然后,根据车体位置-航向偏差构建了Lyapunov函数,设计一种适应车体线速度的反馈控制律;根据逆运动学和牵引轮与航向轮速度约束对车体速度进行规划,解决车体因为进入奇异点区域而造成系统不稳定的问题,并使得跟踪期望轨迹时间最优。最后,在CoDeSys上位机上编写功能块,构建全局移动机器人运动控制系统,通过轨迹跟踪实验,验证控制算法的有效性。 展开更多

关键词 全向移动机器人 LYAPUNOV函数 轨迹跟踪 CODESYS

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一种全方位移动机器人 被引量：15

4

作者 叶长龙 马书根 回丽 《中国科学：信息科学》 CSCD 2011年第2期181-189,共9页

研制了一种新型全方位轮式移动机器人,该机器人主要由三个特殊的轮式结构—MY轮组成.MY轮利用球体的运动原理,将球体分为接触区和非接触区,利用两球体的接触区与非接触区的相互补充实现了万向轮的功能.两部分球体的被动旋转轴成45度交... 研制了一种新型全方位轮式移动机器人,该机器人主要由三个特殊的轮式结构—MY轮组成.MY轮利用球体的运动原理,将球体分为接触区和非接触区,利用两球体的接触区与非接触区的相互补充实现了万向轮的功能.两部分球体的被动旋转轴成45度交叉布置,实现了与地面的连续接触;同时该结构也增加了万向轮的强度.对轮式移动机构的运动学分析和仿真证明了该机构能够实现全方位移动.机器人的运动实验也证明了该万向轮机构不仅能够实现全方位运动,而且还能够跨越障碍物. 展开更多

关键词 全方位移动机器人 机构设计 运动学

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全向移动机器人设计方案的综合评价研究 被引量：11

5

作者 张军 王古超 +1 位作者 袁翔 周宁宁 《机械设计与制造》 北大核心 2020年第10期273-275,共3页

为了对全向移动机器人的设计方案优选决策并评估其综合性能,通过运用熵权法改进的模糊层次分析法(FAHP)实现了对全向移动机器人设计方案的综合评价。将该评价方法具体应用于麦克纳姆轮全向移动平台设计方案的综合评价中,首先建立了其多... 为了对全向移动机器人的设计方案优选决策并评估其综合性能,通过运用熵权法改进的模糊层次分析法(FAHP)实现了对全向移动机器人设计方案的综合评价。将该评价方法具体应用于麦克纳姆轮全向移动平台设计方案的综合评价中,首先建立了其多层次的综合评价指标体系,进而利用F-AHP求出各指标权重,并引入熵权法对所得权重进行了修正,最后得到研究对象的综合性能值和评判等级,实践证明评价过程和结果科学有效。该评价模型与方法降低了评价过程的主观性,亦可推广到其他运动形式的移动机器人设计方案的评价问题中去。 展开更多

关键词 F-AHP 全向移动机器人 熵权法 综合评价

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全向移动机器人模糊PI控制研究 被引量：8

6

作者 张鹏 牛子杰 +1 位作者 王龙宁 刘坤澎 《计算机仿真》 北大核心 2021年第10期353-360,共8页

基于麦克纳姆轮的全向移动机器人在行驶中极易滑动而导致实际航向偏离设定值,为提高其行驶航向准确性,在分析其运动学模型之后,提出一种对其行驶航向进行实时修正的控制算法——模糊PI控制算法。以姿态角度传感器反馈的航向角偏差和偏... 基于麦克纳姆轮的全向移动机器人在行驶中极易滑动而导致实际航向偏离设定值,为提高其行驶航向准确性,在分析其运动学模型之后,提出一种对其行驶航向进行实时修正的控制算法——模糊PI控制算法。以姿态角度传感器反馈的航向角偏差和偏差增量作为输入量,通过模糊化、模糊推理和去模糊化三个步骤实现其行驶航向的实时修正,解决机器人行驶航向偏离目标航向和运动不平稳的问题。结果表明,当机器人航向角偏差在35~40°之间时,机器人在纵向运动时模糊PI控制算法的调节时间加快了1.3s,超调角度减小了7.7°;机器人在横向运动时模糊PI控制算法的调节时间加快了1.2s,超调角度减小了4.3°。说明模糊PI控制算法超调量小、调节速度快,航向修正效果很好。 展开更多

关键词 麦克纳姆轮 全向移动机器人 航向角偏差 修正

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四轮全向移动机器人的双闭环速度控制系统设计 被引量：8

7

作者 王国胜 吕红涛 吕强 《装甲兵工程学院学报》 2013年第1期59-64,共6页

设计了四轮全向移动机器人的传感器信息采集硬件电路,并通过分析四轮全向移动机器人的运动学模型,提出了基于TI公司最新研发的TMS320F28069为主控制器的直流电机双闭环速度控制方案。试验结果表明:所提控制方案能够满足四轮全向移动机... 设计了四轮全向移动机器人的传感器信息采集硬件电路,并通过分析四轮全向移动机器人的运动学模型,提出了基于TI公司最新研发的TMS320F28069为主控制器的直流电机双闭环速度控制方案。试验结果表明:所提控制方案能够满足四轮全向移动机器人速度控制的要求,且响应速度快、误差小。 展开更多

关键词 全向移动机器人 运动学模型 TMS320F28069 双闭环控制

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具有MY轮的全方位移动机器人运动学研究 被引量：8

8

作者 叶长龙 李怀勇 +1 位作者 马书根 倪会超 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2012年第2期144-151,共8页

根据MY轮的结构特点建立了由MY轮组成的全方位移动机器人的运动学模型.分析了由于轮结构带来的运动学特性.对全方位移动机器人在运动过程中的振动、控制及误差进行了深入研究.提出了通过优化接触距离及MY轮转速来减小机器人运动误差的... 根据MY轮的结构特点建立了由MY轮组成的全方位移动机器人的运动学模型.分析了由于轮结构带来的运动学特性.对全方位移动机器人在运动过程中的振动、控制及误差进行了深入研究.提出了通过优化接触距离及MY轮转速来减小机器人运动误差的控制方法.为获得优化结构,比较了三轮结构和四轮结构的运动学特性.同时应用正弦控制规律来合理控制MY轮的转动,改善了机器人的运动稳定性.仿真结果充分证明了分析的正确性. 展开更多

关键词 全方位移动机器人 运动学 轨迹误差 振动

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含有摩擦补偿的全方位移动机器人自抗扰控制 被引量：8

9

作者 王圣翔 任超 马书根 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1285-1292,共8页

本文针对全方位移动机器人轨迹追踪中的摩擦补偿问题,提出了一种改进的非线性自抗扰控制器.首先建立了含有经典静态摩擦模型的全方位移动机器人动力学模型.其次,基于该模型设计非线性控制器和线性扩张状态观测器并给出了系统的稳定性分... 本文针对全方位移动机器人轨迹追踪中的摩擦补偿问题,提出了一种改进的非线性自抗扰控制器.首先建立了含有经典静态摩擦模型的全方位移动机器人动力学模型.其次,基于该模型设计非线性控制器和线性扩张状态观测器并给出了系统的稳定性分析.通过将模型已知项加入线性扩张状态观测器中得到摩擦力的估计值,并将估计值用于非线性控制器中摩擦补偿部分.为减小摩擦力对机器人低速运动轨迹追踪控制的影响,非线性控制器采用变增益控制器进行轨迹追踪控制.最后通过仿真结果验证本文提出控制器的有效性. 展开更多

关键词 摩擦 全方位移动机器人 自抗扰控制 非线性控制系统

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基于Udwadia-Kalaba方法的全向移动机器人轨迹跟踪控制 被引量：6

10

作者 董方方 金栋 +1 位作者 赵晓敏 韩江 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第1期7-12,共6页

针对三轮全向移动机器人的轨迹跟踪控制问题,文章提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)方程的约束跟踪控制方法。根据牛顿力学构建无轨迹约束时的移动机器人动力学模型;基于U-K理论,将期望运动轨迹抽象为一种虚拟约束施加在系统上,并将该约... 针对三轮全向移动机器人的轨迹跟踪控制问题,文章提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)方程的约束跟踪控制方法。根据牛顿力学构建无轨迹约束时的移动机器人动力学模型;基于U-K理论,将期望运动轨迹抽象为一种虚拟约束施加在系统上,并将该约束转化为Pfaffian标准形式,再通过U-K基本方程获得满足期望轨迹要求的控制力矩解析解,该控制设计过程简单明确,且可以同时处理非完整约束与完整约束;最后以数值仿真的形式跟踪了2种轨迹。仿真结果表明,该约束跟踪控制方法可以实现对给定轨迹的高精度跟踪。 展开更多

关键词 全向移动机器人 Udwadia-Kalaba(U-K)理论 轨迹跟踪控制 动力学建模

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采用混合方案的移动运输机器人的定位与跟踪 被引量：6

11

作者 史宜巧 周湘贞 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第1期281-285,共5页

针对全向移动运输机器人的定位与跟踪,提出了一种获得实时位置跟踪的混合式方案。首先,采用基于IEEE802.15.4a无线传感器网络标准的NanoLOC无线传感器网络作为通信和全局实时定位系统,以获得距离测量值;其次,为了利用这种带有噪声的距... 针对全向移动运输机器人的定位与跟踪,提出了一种获得实时位置跟踪的混合式方案。首先,采用基于IEEE802.15.4a无线传感器网络标准的NanoLOC无线传感器网络作为通信和全局实时定位系统,以获得距离测量值;其次,为了利用这种带有噪声的距离测量值准确地估计移动运输机器人的姿态和路径,提出了采用基于贝叶斯滤波的粒子滤波方法来对基于NanoLOC距离测量值进行处理,同时采用激光测距仪作为地标检测,为对接操纵提供精确定位;实验结果表明提出的定位方案具有较小的跟踪误差。 展开更多

关键词 物流自动化 移动机器人 NanoLOC无线传感器网络 距离测量 粒子滤波 激光测距 跟踪误差

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全向移动机器人驱动万向轮的设计与实现 被引量：7

12

作者 王慰军 杨桂林 +1 位作者 张驰 陈庆盈 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期633-638,共6页

全向移动机器人使用无解耦机构的驱动万向轮在转向时会派生出额外的滚轮滚动输出,这会导致运动的不稳定以及增加控制算法复杂性.为了解决驱动万向轮转向运动与驱动运动之间的耦合问题,通过在驱动万向轮内加入差速行星齿轮机构,合理地设... 全向移动机器人使用无解耦机构的驱动万向轮在转向时会派生出额外的滚轮滚动输出,这会导致运动的不稳定以及增加控制算法复杂性.为了解决驱动万向轮转向运动与驱动运动之间的耦合问题,通过在驱动万向轮内加入差速行星齿轮机构,合理地设置该行星齿轮组的输出传动比,可以将转向时的派生滚动输出从转向运动中解耦,实现了对机器人运动的精确控制,提高了机器人运动平稳性.最后通过对机器人进行运动学分析,得到了输入转速与机器人运动速度之间的关系,验证了机器人的全向移动功能,并为机器人运动控制提供了依据. 展开更多

关键词 全向移动机器人 差速行星齿轮 运动学分析 解耦 驱动万向轮

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全方位移动机器人模糊自适应PID控制 被引量：6

13

作者 吴定会 黄旭东 纪志成 《微特电机》 北大核心 2007年第11期32-34,51,共4页

针对全方位移动机器人,结合PID和模糊控制两者的优点,提出了一种模糊自适应PID(FAPID)的控制方法。对模糊自适应PID控制算法进行了理论分析,基于Matlab建立了全方位移动机器人的简化仿真模型。仿真研究表明,采用模糊自适应PID控制方法,... 针对全方位移动机器人,结合PID和模糊控制两者的优点,提出了一种模糊自适应PID(FAPID)的控制方法。对模糊自适应PID控制算法进行了理论分析,基于Matlab建立了全方位移动机器人的简化仿真模型。仿真研究表明,采用模糊自适应PID控制方法,系统的调节时间缩短,响应速度加快,抗干扰能力和适应参数变化的能力要优于常规的PID控制。 展开更多

关键词 全方位移动机器人 模糊控制 模糊自适应PID控制

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基于架空轨道的全向移动机器人运动稳定性研究 被引量：6

14

作者 徐凯 林显新 +1 位作者 易丐 李国进 《食品与机械》 北大核心 2020年第2期105-109,共5页

根据基于架空轨道的全向移动机器人运动特点建立了一种以控制器、驱动机构和被执行对象为开环控制的系统模型,分析被执行对象受惯性作用对系统性能的冲击干扰稳定性,通过Matlab仿真分析瞬态性能,并与无扰动系统状态进行对比。结果表明,... 根据基于架空轨道的全向移动机器人运动特点建立了一种以控制器、驱动机构和被执行对象为开环控制的系统模型,分析被执行对象受惯性作用对系统性能的冲击干扰稳定性,通过Matlab仿真分析瞬态性能,并与无扰动系统状态进行对比。结果表明,增加速度(Kcs)反馈闭环的方法可提高系统的稳定性;改变Ka、Kc大小能使系统的动态性能保持在最优状态;采用闭环控制方法能够达到预期效果。 展开更多

关键词 全向移动机器人 架空轨道 运动稳定性 系统性能

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基于Jetson Nano的智能投送机器人系统实现

15

作者 牛金辉 杨旗 周杨 《机械工程与自动化》 2024年第3期134-136,139,共4页

针对室内狭小空间的作业环境,提出了一种基于视觉的智能投送机器人。设计了智能投送机器人的机械结构,搭建了智能投送机器人的软硬件控制系统。利用Jetson Nano处理图像识别并搜索物体信息;以STM32F4作为机器人底盘主控芯片,采用模糊分... 针对室内狭小空间的作业环境,提出了一种基于视觉的智能投送机器人。设计了智能投送机器人的机械结构,搭建了智能投送机器人的软硬件控制系统。利用Jetson Nano处理图像识别并搜索物体信息;以STM32F4作为机器人底盘主控芯片,采用模糊分数阶PID控制算法控制电机速度,实现了机器人精准定位、自主避障循迹、物料的分选以及投送功能。 展开更多

关键词 智能投送 全向移动机器人 机器视觉 模糊分数阶PID控制

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基于双环滑模控制的全向移动工业机器人多目标点跟踪控制系统设计

16

作者 周峻水 《计算机测量与控制》 2024年第8期174-180,共7页

全向移动工业机器人在实际应用场景中,经常处于存在较高噪音的环境中,导致多目标跟踪的性能变差,为此设计基于双环滑模控制的全向移动工业机器人多目标点跟踪控制系统;系统硬件设计了主控制器模块及主控制器芯片;在数据采集模块中配置... 全向移动工业机器人在实际应用场景中,经常处于存在较高噪音的环境中,导致多目标跟踪的性能变差,为此设计基于双环滑模控制的全向移动工业机器人多目标点跟踪控制系统;系统硬件设计了主控制器模块及主控制器芯片;在数据采集模块中配置数据采集卡,实施帧数据采集;在无线通信模块中,采用Wi-Fi无线通信技术,实现系统的远程控制、数据传输功能;系统软件部分设计基于GhostNet的改进目标检测网络,实施多目标点检测;设计基于改进SORT算法的多目标点跟踪算法,实现多目标点跟踪;设计基于双环滑模控制的多目标点跟踪控制器,实现多目标点跟踪控制;测试结果表明,静态障碍物情况下,在仓库场景下,设计系统的目标点跟踪准确性平均值为97.23%,室外场景下的目标点跟踪准确性平均值为96.37%;动态障碍物情况下,两种场景下系统的目标点跟踪准确性略低于静态障碍物情况。 展开更多

关键词 双环滑模控制 全向移动工业机器人 多目标点跟踪 主控制器

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基于积分模型预测控制的全向移动机器人轨迹跟踪研究 被引量：6

17

作者 颜佳晴 鲁聪达 +3 位作者 蔡颖杰 彭翔 潘婷 周圣云 《高技术通讯》 CAS 2021年第10期1081-1089,共9页

为了减小全向移动机器人在运行中所产生的稳态误差,提出了一种具有积分作用的模型预测控制方法,即积分模型预测控制(IMPC)。积分模型预测控制不仅能够保留模型预测控制中预测和优化的功能,并且可以抑制系统稳态误差,从而使控制器具有更... 为了减小全向移动机器人在运行中所产生的稳态误差,提出了一种具有积分作用的模型预测控制方法,即积分模型预测控制(IMPC)。积分模型预测控制不仅能够保留模型预测控制中预测和优化的功能,并且可以抑制系统稳态误差,从而使控制器具有更好的鲁棒性和跟踪能力。为了验证积分模型预测控制的先进性,将积分模型预测控制器与传统模型预测控制器进行性能对比,采用四差速全向移动机器人作为模拟实验模型,测试了2种控制器在3种不同路径下的轨迹跟踪性能。测试结果证明,积分模型预测控制器比传统模型预测控制器拥有更好的跟踪性能,验证了所提出方法的有效性和先进性。 展开更多

关键词 轨迹跟踪 全向移动机器人 积分模型预测控制(IMPC) 稳态误差

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基于预测控制的全向移动机器人轨迹跟踪 被引量：5

18

作者 阎世梁 张华 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2010年第10期2281-2284,共4页

针对全向移动机器人的轨迹跟踪控制问题,在分析与建立全向移动机器人运动学与动力学模型的基础上,研究了基于模型预测控制的移动机器人轨迹跟踪方法;通过对误差模型的线性化描述,并将目标函数以二次项部分与线性部分构成,在满足控制约... 针对全向移动机器人的轨迹跟踪控制问题,在分析与建立全向移动机器人运动学与动力学模型的基础上,研究了基于模型预测控制的移动机器人轨迹跟踪方法;通过对误差模型的线性化描述,并将目标函数以二次项部分与线性部分构成,在满足控制约束的条件下,将采样周期内最小化目标函数的优化问题转换为二次规划问题的求解;当取预测时域N=5时,机器人在x和y方向的误差范围分别为±5.4%和±4.7%,并在轨迹曲线中曲率半径较小处出现较为明显的抖动,最后对误差产生原因进行了分析与总结,结果表明该方法对全向移动机器人的轨迹跟踪控制是有效可行的。 展开更多

关键词 全向移动机器人 轨迹跟踪 模型预测控制 二次规划

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基于ROS和全向舵轮驱动的移动机器人系统设计 被引量：4

19

作者 徐建明 吴小文 +1 位作者 蔡奇正 倪洪杰 《高技术通讯》 CAS 2021年第7期738-746,共9页

本文设计了一种基于机器人操作系统(ROS)和EtherCAT的双舵轮全向移动机器人控制系统。首先建立双舵轮对角驱动移动机器人运动学模型;采用Xenomai实时内核和IgHEtherCAT主站技术设计机器人底层驱动;在ROS平台下,以movebase为核心设计机... 本文设计了一种基于机器人操作系统(ROS)和EtherCAT的双舵轮全向移动机器人控制系统。首先建立双舵轮对角驱动移动机器人运动学模型;采用Xenomai实时内核和IgHEtherCAT主站技术设计机器人底层驱动;在ROS平台下,以movebase为核心设计机器人导航规划层,导航数据源由惯性测量单元、编码器和激光雷达获取;利用Qt设计远程客户端人机界面,主要包含控制窗口和数据库等界面;最后,针对构建的全向移动机器人进行自主导航实验,实验结果验证了所设计系统的实用性。 展开更多

关键词 机器人操作系统(ROS) 全向移动机器人 激光导航 ETHERCAT 舵轮

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考虑打滑干扰的解耦式主动脚轮全向移动机器人跟踪控制 被引量：5

20

作者 李阳 刘子明 陈庆盈 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第18期2247-2253,共7页

基于解耦式主动脚轮的全向移动机器人系统,提出了一种考虑未知脚轮打滑的轨迹跟踪控制方法。建立了包含脚轮打滑情况的全向移动机器人运动学模型,利用附加传感器获得的冗余信息对滑动参数进行估计;根据反步法设计轨迹跟踪控制器,利用Lya... 基于解耦式主动脚轮的全向移动机器人系统,提出了一种考虑未知脚轮打滑的轨迹跟踪控制方法。建立了包含脚轮打滑情况的全向移动机器人运动学模型,利用附加传感器获得的冗余信息对滑动参数进行估计;根据反步法设计轨迹跟踪控制器,利用Lyapunov定理证明闭环系统的稳定性,并依据极点配置的方法实现控制参数的整定。仿真与实验结果表明:该控制方法能够使全向移动机器人在复杂室内地面稳定地跟踪设定轨迹。 展开更多

关键词 解耦式主动脚轮 全向移动机器人 打滑干扰 卡尔曼滤波 轨迹跟踪

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