轮式机器人执行机构动态跟踪优化控制研究

轨迹跟踪是移动机器人的基本运动控制任务,针对包含控制输入约束的非完整轮式移动机器人的全动态轨迹跟踪控制难题,提出一种基于非线性变换及反步法技术的全局轨迹跟踪控制算法。首先分析了非完整轮式移动机器人的动力学模型以及驱动电机的动态特性,然后利用非线性变换将有控制输入约束的控制问题转化为无控制输入约束控制问题,利用运动学模型所设计的全局轨迹跟踪控制律,将反步法技术推广到动力学模型,进一步将执行机构的动态包含在内,闭环系统具有李雅普诺夫稳定性。所设计的控制器可以有效地驱动机器人跟踪期望轨迹,而且控制输入能够保持在约束范围内,仿真结果证明证明控制。