基于MPC的光伏清扫机器人防偏摆控制研究

针对光伏清扫机器人在行驶过程中容易出现偏摆等问题,提出一种基于模型预测控制(MPC)方法的光伏清扫机器人防偏摆控制策略,以改善机器人车身偏摆问题。首先,建立机器人的动力学和运动学模型,并运用MPC原理在仿真软件中搭建光伏清扫机器人的数学模型;其次,基于模型设计线性时变防偏摆控制器,将光伏清扫机器人的防偏摆控制问题转化为带约束的二次规划问题;最后,对机器人进行仿真实验。仿真结果表明:在所设计控制器的作用下,光伏清扫机器人的速度迅速达到设定的目标速度0.05 m/s,偏摆角从0.1 rad迅速趋近于零,实现了防偏摆控制,验证了该控制器的有效性及优越性。