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三轮移动机器人的精确运动控制设计
被引量：
4
1
作者
文相容
周宇生
《重庆大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期124-134,共11页
首先利用几何结构关系理清了三轮移动机器人的所有非完整约束和完整约束,然后结合非完整力学系统的Euler-Lagrange方程计算得到其动力学方程。为了使得三轮移动机器人能够精确地沿着给定的轨迹曲线运动,将目标轨迹曲线转化为速度形式,...
首先利用几何结构关系理清了三轮移动机器人的所有非完整约束和完整约束,然后结合非完整力学系统的Euler-Lagrange方程计算得到其动力学方程。为了使得三轮移动机器人能够精确地沿着给定的轨迹曲线运动,将目标轨迹曲线转化为速度形式,然后通过引入一个微分同胚变换将该速度目标转化为和实际初始速度更为接近的形式,从而达到尽量减少控制系统的初始速度误差和累积位置误差的目的,最后结合最优控制和积分滑模控制方法为三轮移动机器人设计鲁棒跟踪控制器。仿真结果显示,提出的轨迹跟踪目标设计和控制方法能使三轮移动机器人精确沿着给定目标轨迹曲线运动,并具有一定的鲁棒性。
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关键词
三轮移动机器人
非完整约束
累积位置误差
积分滑模控制
轨迹跟踪目标
最优控制
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职称材料
三轮全向移动机器人里程计在线校正方法研究
被引量：
6
2
作者
简傲
闵华松
黄文晖
《机床与液压》
北大核心
2022年第3期1-9,共9页
传统里程计校正方法常使用离线校正手段,在地面环境发生改变的情况下,校正效果较差。为解决上述问题,提高机器人定位精度,以三轮全向移动机器人为平台,提出一种结构简单、鲁棒性强的在线里程计校正方法。该方法通过扩展卡尔曼滤波算法...
传统里程计校正方法常使用离线校正手段,在地面环境发生改变的情况下,校正效果较差。为解决上述问题,提高机器人定位精度,以三轮全向移动机器人为平台,提出一种结构简单、鲁棒性强的在线里程计校正方法。该方法通过扩展卡尔曼滤波算法处理传感器数据,以得到机器人的实时位姿信息和速度信息,结合三轮全向移动平台的动力学模型,及时修正里程误差。在V-REP中设计仿真实验,实验结果表明:采用所提方法,校正后的里程精度有了极大改善,并克服了离线校正方法受地面环境影响的问题。在已有实际平台上验证了该算法的有效性。
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关键词
三轮
全向
移动机器人
在线里程计校正
扩展卡尔曼滤波
动力学模型
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职称材料
基于质心偏移的移动机器人轨迹跟踪控制
被引量：
5
3
作者
王申全
谢咚咚
《机床与液压》
北大核心
2019年第15期11-15,共5页
针对非完整约束下质心偏移的移动机器人,提出了一种改进滑模变结构的轨迹跟踪控制方法,并通过此方法得到一种具有全局渐近稳定性的跟踪控制器。以三轮移动机器人的运动模型为基础,该跟踪控制器的设计分为两部分:第一部分是采用X方向和...
针对非完整约束下质心偏移的移动机器人,提出了一种改进滑模变结构的轨迹跟踪控制方法,并通过此方法得到一种具有全局渐近稳定性的跟踪控制器。以三轮移动机器人的运动模型为基础,该跟踪控制器的设计分为两部分:第一部分是采用X方向和前向角方向同时具有虚拟反馈变量,通过Lyapunov方法对控制系统进行稳定性分析,设计出切换函数;第二部分是滑模控制器设计,采用指数趋近律,使用S型指数函数代替符号函数,减少了滑模变结构控制的抖动,由此设计出了线速度和角速度的控制律,用来渐近整定移动机器人跟踪误差,实现了对参考轨迹的全局渐近跟踪。实验结果表明:该控制律能够在极短时间内趋于稳定,其跟踪平面坐标误差和前向角误差也能在极短时间内收敛于0,并且移动机器人也能够有效地跟踪期望轨迹,其控制效果具有明显的改善,且具有很好的抗干扰性能。
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关键词
三轮移动机器人
滑模变结构
轨迹跟踪
全局渐近稳定
LYAPUNOV函数
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职称材料
题名
三轮移动机器人的精确运动控制设计
被引量：
4
1
作者
文相容
周宇生
机构
贵州大学数学与统计学院
出处
《重庆大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第5期124-134,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(11802065)
贵州省科技计划项目(黔科合基础[2018]1047)
贵州大学引进人才科研项目(贵大人基合字[2017]61)。
文摘
首先利用几何结构关系理清了三轮移动机器人的所有非完整约束和完整约束,然后结合非完整力学系统的Euler-Lagrange方程计算得到其动力学方程。为了使得三轮移动机器人能够精确地沿着给定的轨迹曲线运动,将目标轨迹曲线转化为速度形式,然后通过引入一个微分同胚变换将该速度目标转化为和实际初始速度更为接近的形式,从而达到尽量减少控制系统的初始速度误差和累积位置误差的目的,最后结合最优控制和积分滑模控制方法为三轮移动机器人设计鲁棒跟踪控制器。仿真结果显示,提出的轨迹跟踪目标设计和控制方法能使三轮移动机器人精确沿着给定目标轨迹曲线运动,并具有一定的鲁棒性。
关键词
三轮移动机器人
非完整约束
累积位置误差
积分滑模控制
轨迹跟踪目标
最优控制
Keywords
three-wheeled mobile robot
non-holonomic constraint
cumulative position error
integral sliding mode control
trajectory tracking target
optimal control
分类号
TP13 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
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职称材料
题名
三轮全向移动机器人里程计在线校正方法研究
被引量：
6
2
作者
简傲
闵华松
黄文晖
机构
武汉科技大学机器人与智能系统研究院
出处
《机床与液压》
北大核心
2022年第3期1-9,共9页
基金
国家自然科学基金面上项目(61673304)
国家重点研发计划(2017YFB1300400)
+1 种基金
湖北省科技创新专项重大项目(2019AAA071)
武汉市应用基础前沿项目(2018010401011275)。
文摘
传统里程计校正方法常使用离线校正手段,在地面环境发生改变的情况下,校正效果较差。为解决上述问题,提高机器人定位精度,以三轮全向移动机器人为平台,提出一种结构简单、鲁棒性强的在线里程计校正方法。该方法通过扩展卡尔曼滤波算法处理传感器数据,以得到机器人的实时位姿信息和速度信息,结合三轮全向移动平台的动力学模型,及时修正里程误差。在V-REP中设计仿真实验,实验结果表明:采用所提方法,校正后的里程精度有了极大改善,并克服了离线校正方法受地面环境影响的问题。在已有实际平台上验证了该算法的有效性。
关键词
三轮
全向
移动机器人
在线里程计校正
扩展卡尔曼滤波
动力学模型
Keywords
Three-wheeled omnidirectional mobile robot
Online odometer correction
Extended Kalman filter
Dynamic model
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
基于质心偏移的移动机器人轨迹跟踪控制
被引量：
5
3
作者
王申全
谢咚咚
机构
长春工业大学电气与电子工程学院
出处
《机床与液压》
北大核心
2019年第15期11-15,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(61503045
61403044)
吉林省科技发展计划项目资助(20180101333JC)
文摘
针对非完整约束下质心偏移的移动机器人,提出了一种改进滑模变结构的轨迹跟踪控制方法,并通过此方法得到一种具有全局渐近稳定性的跟踪控制器。以三轮移动机器人的运动模型为基础,该跟踪控制器的设计分为两部分:第一部分是采用X方向和前向角方向同时具有虚拟反馈变量,通过Lyapunov方法对控制系统进行稳定性分析,设计出切换函数;第二部分是滑模控制器设计,采用指数趋近律,使用S型指数函数代替符号函数,减少了滑模变结构控制的抖动,由此设计出了线速度和角速度的控制律,用来渐近整定移动机器人跟踪误差,实现了对参考轨迹的全局渐近跟踪。实验结果表明:该控制律能够在极短时间内趋于稳定,其跟踪平面坐标误差和前向角误差也能在极短时间内收敛于0,并且移动机器人也能够有效地跟踪期望轨迹,其控制效果具有明显的改善,且具有很好的抗干扰性能。
关键词
三轮移动机器人
滑模变结构
轨迹跟踪
全局渐近稳定
LYAPUNOV函数
Keywords
Three-wheeled mobile robot
Sliding mode variable structure
Trajectory tracking
Globally asymptotically stable
Lyapunov function
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
三轮移动机器人的精确运动控制设计
文相容
周宇生
《重庆大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
三轮全向移动机器人里程计在线校正方法研究
简傲
闵华松
黄文晖
《机床与液压》
北大核心
2022
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于质心偏移的移动机器人轨迹跟踪控制
王申全
谢咚咚
《机床与液压》
北大核心
2019
5
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职称材料
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