轮式移动机械人动力学路径跟踪控制

针对轮式移动机械人的路径跟踪问题,设计了基于动力学模型的滑模路径跟踪控制器。首先,对轮式结构特点进行了分析,建立了形心与质心的运动学转换模型;其次,针对轮式移动机械人侧向无滑移的特点,建立了非完整约束方程,运用拉格朗日乘子法在轮式移动机械人形心处建立了动力学模型;最后,基于航行角误差与垂直距离误差设计了指数趋近的滑模路径跟踪控制算法,利用李雅普诺夫稳定性理论验证了控制系统的稳定性,并运用MATLAB对斜直线路径跟踪进行了仿真,仿真结果表明轮式机械人能够快速收敛到期望路径上,验证了控制算法的有效性。