考虑参数不确定性的移动机器人轨迹跟踪控制
CSTR:
作者:
作者单位:

(1. 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130025;2.吉林大学通信工程学院,长春130025;3.密歇根大学航空航天工程系,安娜堡48105)

作者简介:

顾万里(1988-), 男, 博士生, 从事移动机器人控制与电机控制的研究;陈虹(1963-), 女, 教授, 博士生导师, 从事模型预测控制、非线性控制及汽车控制等研究.

通讯作者:

E-mail: huyf@jlu.edu.cn.

中图分类号:

TP273

基金项目:

国家自然科学基金项目(61703177);吉林省科技厅项目(20170520067JH);吉林省教育厅项目(JJKH20170801KJ).


Trajectory tracking control of mobile robot with parameter uncertainties
Author:
Affiliation:

(1. State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control,Jilin University,Changchun130025,China;2. College of Communication Engineering,Jilin University,Changchun130025,China;3. Department of Aerospace Engineering,Michigan University,Ann Arbor48105,USA)

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    针对移动机器人系统中轮胎半径和轮胎间距存在的参数不确定性问题,提出自适应轨迹跟踪控制方法.首先,推导适合进行自适应控制器设计的系统误差模型,将原有控制问题转化为不确定参数的自适应更新率和虚拟控制输入的设计问题;然后,针对系统中的不确定性参数,设计自适应更新率对其进行在线估计,并设计虚拟的控制输入,得到移动机器人驱动电机的左右轮转速;其次在Lyapunov稳定性框架下证明闭环跟踪误差系统的渐近稳定性和估计误差系统的稳定性;最后通过仿真和实验表明,所提出方法能够通过在线学习估计出参数真实值,使得实际运行轨迹收敛到参考轨迹,同时表明所提出方法能够抑制系统参数不确定性对控制系统的影响.

    Abstract:

    In order to improve the motion control accuracy of mobile robots, this paper proposes an adaptive tracking control method for mobile robots, considering the uncertainty of tire radius and tire pitch. Firstly, a kinematic based system error model for adaptive controller design is derived, and the original control problem is transformed into the design of adaptive updating rate and virtual control input. Then, in order to do with the uncertainty of tire radius and tire pitch in the system, an adaptive method is used to estimate it online, and a virtual control input is designed. By combining the virtual control input with the adaptive estimation algorithm, the left and right wheel speed of the driving motor is obtained. At the same time, it is proved that the closed-loop system is asymptotic stable and the estimation error is bounded in the Lyapunov framework. Finally, the simulation and experimental results show that, the proposed method can estimate the true values of these parameters by online learning, which makes the actual trajectory converge to the reference trajectory, and shows that the proposed method can suppress the influence of the system parameters variation on the control performance.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

顾万里,胡云峰,宫洵,等.考虑参数不确定性的移动机器人轨迹跟踪控制[J].控制与决策,2019,34(1):81-88

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2019-01-18
  • 出版日期:
文章二维码