畜牧养殖环境监测自主移动平台轨迹跟踪控制算法

摘要

为实现畜牧养殖环境全方位监测,开发了可实现轨迹跟踪的自主移动监测平台.以具有非完整约束特性的自主移动平台为研究对象,研究其轨迹跟踪问题.在平台的结构基础上,通过建立其运动学模型及误差模型,提出基于Lyapunov函数和反推(Backstepping)时变状态反馈控制方法的轨迹跟踪算法,实现自主移动平台转向轮转角和行驶速度的控制.仿真和试验表明:所提出的控制算法能使该平台较好的收敛于期望轨迹,当跟踪期望轨迹稳定后,控制参数为(k1,k2,k3,k4)=(0.1,0.2,0.15,0.3)时,直线轨迹跟踪误差为xe=±7 mm,ye=±9.8 mm,θe=±4.2°,圆弧轨迹跟踪误差为xe=±6.2 mm,ye=±8.3 mm,θe=±5.8°,取得良好的跟踪精度.该研究可为畜牧养殖环境监测自主移动平台轨迹跟踪控制提供参考.