资源描述：
《基于动力学模型的轮式移动机器人电机控制new》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第30卷第4期Vol.30,No.4机器人ROBOT2008年7月July,2008文章编号：1002-0446(2008)04-0326-07基于动力学模型的轮式移动机器人电机控制陈晓鹏1;2，李成荣2，李功燕2，罗杨宇2（1．北京理工大学，北京100081；2．中国科学院自动化研究所，北京100190）摘要：针对移动机器人两路电机协同控制问题，提出基于动力学模型的轮式移动机器人电机控制律（DMMC）．首先推导出质心位置不一定在几何中心的移动机器人运动学模型和动力学模型，并求解出两轮速度与力矩之间的非线性微分
2、方程．然后，基于两轮速度与力矩间非线性微分方程、电机电气方程和电机机电方程，推导出移动机器人系统状态方程．最后采用极点配置得到I型状态反馈控制律．仿真显示，DMMC法实现了对输入指令的零稳态误差快速响应．关键词：电机控制；移动机器人；建模；动力学；非完整约束；交叉耦合中图分类号：TP249文献标识码：ADynamicModelBasedMotorControlforWheeledMobileRobotsCHENXiao-peng1;2,LICheng-rong2,LIGong-yan2,LUOYang-yu2(
3、1.BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China;2.InstituteofAutomation,ChineseAcademyofSciences,Beijing100190,China)Abstract:Anovelmotorcontrollawbasedondynamicmodel(DMMC)isproposedforwheeledmobilerobottocontrolitstwodrivingmotorssynchronously.First,kine
4、maticmodelanddynamicmodelofthemobilerobot,ofwhichthemasscenterpositionisarbitrary,arederived,andthenonlineardifferentialequationofspeedsandtorquesofthetwowheelsisderived.Andthen,systemstateequationofthemobilerobotisderivedbasedonthenonlineardifferentialequat
5、ionsofspeedsandtorques,electricalequationsandelectrical-mechanicalequationsofthetwodrivingmotors.Finally,thepoleplacementmethodisusedtoformatypeIstatefeedbackcontrollaw.SimulationshowsthattheDMMCcontrollercanrespondtotheinputinstructionsquicklywithoutstatice
6、rror.Keywords:motorcontrol;mobilerobot;modeling;dynamics;nonholonomicconstraint;crosscoupling在每路电机前向校正环节基础上增加角速度补偿1引言(Introduction)校正环节．虽然这些交叉耦合控制法在一定程度为实现移动机器人导航控制，需设计电机控上抑制了干扰，但是由于没有移动机器人的动力制律，使两路驱动电机响应输入速度指令或力矩学模型，限制了算法性能的进一步提高．指令．由于存在非完整约束，移动机器人的左右轮传统电机控
7、制律采用两路PID校正环节分别电机将受到约束反力产生的阻力矩作用，因此两控制移动机器人两路电机，使它们对输入速度指路电机具有很强的耦合性（详见第2节）．不依据令或力矩指令信号进行响应．这种控制律缺乏两被控对象模型设计的电机控制律，虽然采用交叉路电机同步功能，若电机受到干扰，即使每路电耦合反馈法，但对扰动仍较敏感．本文所述的移机成功跟随了速度信号，也不能很好地跟踪轨迹动机器人两轮电机协同控制方法（DMMC）基于移[1]．为抑制干扰，文[2]采取了速度干扰补偿方法；动机器人的动力学模型和电机模型，推导出移动文[3]
8、不以两路电机速度为控制参数，而是以移动机器人系统状态方程，并在状态方程的基础上进机器人线速度和角速度为控制参数；文[4]把两轮行极点配置反馈控制．仿真显示DMMC控制律成的速度差反馈给正向通道以提高抗干扰性；文[1]功实现输入指令零稳态误差快速响应．基金项目：国家863计划资助项目(2007AA04Z227)．收稿日期：2007-12-24第30卷第4期陈晓鹏等：基于动力学模型的轮式移
