轮式滑移转向机器人运动分析及轨迹跟踪控制

摘要

针对滑移转向机器人进行了运动学分析,建立了运动学模型.基于车辆地面力学理论,在假设机器人的质心与其几何中心重合的条件下,分析了机器人平稳转向时车轮与地面接触处的受力状态,建立了其力学平衡方程,分析了车轮转向时的驱动力矩和阻力矩.提出了一种轮式机器人轨迹跟踪滑模控制方法,采用将指数趋近律和幂次趋近律相结合的趋近律函数,基于反演技术(Back-stepping)设计了跟踪控制律;应用Lyapunov函数证明了系统的稳定性.最后将该方法用于仿真机器人的轨迹跟踪控制,仿真结果验证了所提方法的可行性和有效性.