移动机器人在球面上的轨迹跟踪控制

Trajectory tracking control of a mobile robot on a sphere

球面上轨迹跟踪控制属于一种典型的非完整约束,也是移动机器人轨迹跟踪控制中的难点。以双轮机器人为研究对象进行分析,提出了一种球面运动模型的轨迹跟踪控制方法,以解决球面上移动机器人的非完整约束运动控制问题。通过分析球面上机器人的速度、位置及其所受约束之间的关系,将球面上运动学模型模型映射到二维(2D)平面作运动学分析,建立投影面内系统位姿误差模型并设计轨迹跟踪控制律,应用反演法反推至球面,并利用李亚普诺夫函数证明了系统的稳定性。对参考轨迹进行跟踪仿真,仿真结果表明,提出的轨迹跟踪方法可以对参考轨迹进行稳定、准确的跟踪。