全方位移动平台模糊滑模轨迹跟踪控制

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1、驱动控制.刃々＞7%/股荐电栢2012年第40卷第8期全方位移动平台模糊滑模轨迹跟踪控制王双双-张豫南S王和源2,田鹏J李瀚飞'Q.装甲兵工程学院，北京1000722浙江信阳实业有限公司，浙江金华321025;3.66222部队，北京102202)摘耍：以麦克纳姆Meeanum)轮型全方位移动平台为研究对象，建立了运动学和动力学模型。针对全方位轮的滑移和平台的重心偏移等非线性和不确定因素对运动的影响,通过多体动力学软件RecurDyn,构建了包含各种影响因素的虚拟样机模型。采用基于等效控制的模糊滑模控制器，通过模糊切换增益减轻

2、了输出抖振。对比模糊滑模控制和PD控制的仿真结果，表明该方法具有良好的轨迹跟踪效果，为实际全方位移动平台的运动控制提供了有效的研究方法。关键词:全方位移动；模糊滑模控制；轨迹跟踪中图分类号:TM343文献标识码:A文章编号:1004-70182012)08-0063-04TrajectoryTrackingBasedonFuzzySlidingModeControlforOmnidirectionalPlatformWANGShuang-shiuing,ZHANGYu-nan,WANGHe-yuan1,TIANPeng1JJH

3、an-fei0.AcademyofArrnor(?(lForceEngineering,Beijing100072,China；2.ZhejiangXinyangIndustryCo.,Ltcl.,Jinhua321025,China;3.Unit66222,Beijing102202,China)Abstract:AkindofomnidirectionalplatformusingMecanumwheelswasresearchedinthispaper,thekinematicanddynamicmodelsofwere

4、built.Inordertosolvetheproblembroughtbyunlinearanduncertainfactorssuchaswheelsspecialslippgageandl)aiycentershiftoftheplatform,virtualprototypingincludingthosefactorswas(•onstmetedbymulti一bodydynamicsoftwareRecurDyn.Afuzzyslidingmodecontrollerbasedonequivalentcontr

5、olwasproposedinthispaperandthechatteringphenomenonwasreducedbyfuzzyswitchgain.ComparedwithPDcontrolmethod,resultsoffuzzyslidingmodecontrolarebetterontrajectorytracking,whichprovidesaneffectivemethodforpracticalonmidirectionplatform.Keywords:omnidirectionalmotion;fuz

6、zyslidingmodecontrol；trajectoiytracking0引言全方位移动机构是机器人领域的研究方向之一汉。相比于传统的轮式移动机构，全方位移动机构具有平面内完全的三个运动自由度，即沿X、y方向的平动和绕z轴的转动。可以实现平面上任意方向的平动或绕任意点进行任意半径的转向运动,具有非常灵活的机动性能，非常适用于狭窄空间和高精度轨迹跟踪的场合，在航空航天、军事安全⑵、仓储运输和社会服务等领域具有广泛的用途。全方位移动技术在轮组结构、运动学、动力学、运动规划、运动控制等方面一直受到国内外众多学者的关注,并进行了

7、相关内容的研究。文献刃分析给岀了一般结构形式的Mecanum四轮系统的运动学模型，优选出四轮全方位运动系统的最佳结构布局形式;文献可根据工作环境和任务要求的不同，研究了全方位移动机器人的自主、寻迹和遥控等3种控制方式;文献闰利用模型参考模糊自适应控制方法构建了运动学位姿环控制器，结合动力学收稿日期：2011-12-14改稿日期：2012-04-27PID控制,形成全方位机器人的位姿闭环控制系统;文献⑹采用多传感器融合技术，组成智能式模糊逻辑逻辑控制系统，使全方位移动机器人具有自主导航和运动控制的功能;文献刀通过外置CCD摄像头

8、，对全方位机器人的位姿进行实时监测,实现了运动过程屮位姿的校正控制；文献刃使用采用模糊方位角估计器,对全方位机器人进行跟踪控制；文献阴将摩擦影响和动力学考虑在内，描述了时间最优轨迹算法，实现了全方位足球机器人的路径生成和运动控制。滑模变结构控制本质上是一类特殊的非线性控制方法