轮式移动机器人预定时间轨迹跟踪控制

摘要

在现有的轨迹跟踪控制中,跟踪误差的收敛时间通常与误差初始值有关,且关于非完整系统预定时间轨迹跟踪的控制方法很少.针对上述问题提出了一种使非完整轮式移动机器人系统可在预定时间跟踪上参考轨迹的控制方法.首先,通过坐标变换,将跟踪误差系统转变为一个由角度误差构成的一阶子系统和一个由位置误差构成的二阶子系统;然后,分别针对角度误差系统和位置误差系统设计机器人的角速度输入和速度输入,使得角度误差和位置误差在预定时间内收敛到零;最后,利用Lyapunov方法证明了所设计控制律的有效性.试验结果表明,提出的控制方法可使机器人在预定时间跟踪上参考信号,且实际收敛时间与理论计算时间相同,比现有的控制方法更加精确.