基于滑模变结构的移基于滑模变结构的移动机器人轨迹跟踪控

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1、第39卷第5期计算机工程2013年5月Vol.39No.5ComputerEngineeringMay2013···人工智能及识别技术·人工智能及识别技术···文章编号：：：1000———3428(2013)05———0160———05文献标识码：：：A中图分类号：：：TP391基于滑模变结构的移动机器人轨迹跟踪控制11,2,32张扬名，，，刘国荣，刘国荣，，，杨小亮，杨小亮(1.湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭411105；2.湖南大学电气与信息工程学院，长沙410082；3.湖南工程学院，湖南湘潭411101)摘摘摘要要要：要：：：为解决非完整移动机器人的轨迹跟踪问题，提出一种基

2、于滑模变结构的移动机器人轨迹跟踪控制方法。以移动机器人的运动模型为基础，采用有限时间控制方法，设计连续状态反馈角速度的控制律，以减少前向角误差，在前向角误差趋于0时，使用反演设计的滑模控制技术，给出平面坐标跟踪误差线速度的控制律。实验结果表明，该方法控制律能够在极短时间内趋于稳定，收敛以后的平面坐标误差和航向角方向误差几乎为0。关键词：：：移动机器人：；滑模变结构；轨迹跟踪；运动模型；有限时间；Lyapunov函数MobileRobotTrajectoryTrackingControlBasedonSlidingModeVariableStructure11,2,32ZHANGYa

3、ng-ming,LIUGuo-rong,YANGXiao-liang(1.CollegeofInformationEngineering,XiangtanUniversity,Xiangtan411105,China;2.CollegeofElectricalandInformationEngineering,HunanUniversity,Changsha410082,China;3.HunanInstituteofEngineering,Xiangtan411101,China)【【【Abstract】】】Inordertosolvetheproblemsofthenonhol

4、onomicmobilerobottrajectorytracking,amobilerobottrajectorytrackingcontrolmethodbasedonslidingmodevariablestructurecontrolispresented.Basedonmotionmodelofmobilerobot,acontinuousstatefeedbackcontrollawfortheanglervelocityisproposedtoasymptoticallyreducethetrackingerroroftheheadinganglebyusingthe

5、finitetimecontrolmethod.Withtheerroroftheheadinganglereachingequilibriumconditionattheorigin,theothercontrollawforthelinearvelocitywhichgivesthetrackingerroroftheplanarcoordinateisdesignedbyusingtheslidingmodevariablestructurecontroltheoryonbasisofbackstepping.Experimentalresultshowsthatthecon

6、trollawsofthismethodaretendingtowardsstabilityinaveryshorttime,thetrackingerroroftheplanarcoordinateandtheerroroftheheadinganglearealmostzero.【【【Keywords】】】mobilerobot;slidingmodevariablestructure;trajectorytracking;motionmodel;finitetime;LyapunovfunctionDOI:10.3969/j.issn.1000-3428.2013.05.03

7、5形式。然而，在控制系统的性能指标中，收敛性能是很关1概述键的一个指标。收敛速度的快慢，往往会制约移动机器人近年来，随着移动机器人技术的发展，轮式移动机器跟踪控制的精度。为了使移动机器人的控制方法更适合于人的运动控制问题得到了广泛的研究。但是由于受到非完工程应用，本文采用有限时间收敛的控制方法设计第1个整约束的影响，轮式移动机器人的运动学模型不符合连续状态反馈控制律，保证系统在有限时间内使方向角误Brockett关于非线性系统平衡点镇定的必要条件，因此不存差趋近于0。