基于HJI的移动机器人轨迹跟踪控制

摘要

考虑一类受外界干扰的移动机器人的轨迹跟踪控制问题,基于哈密顿-雅可比不等式(HJI)设计了前馈控制和反馈控制相结合的复合控制算法。针对移动机器人的运动学模型,利用反步法设计了运动学辅助速度控制率。针对移动机器人的动力学模型,考虑其外部扰动,基于模型设计了前馈控制器,然后将动力学误差模型改写成HJI所适用的非线性形式,基于HJI设计了反馈控制器。在此基础上,进一步利用Lyapunov稳定性理论证明了运动学控制系统的稳定性,利用HJI理论证明了动力学控制系统的稳定性。最后,仿真结果表明存在外界不确定干扰的情况下,控制算法能够使跟踪误差快速收敛,系统具有良好的抗扰性。