轮式机器人轨迹跟踪控制系统的设计
CSTR:
作者:
作者单位:

(1.兰州理工大学 机电工程学院,兰州 730050;2.兰州理工大学 数字制造技术与应用教育部重点实验室,兰州 730050)

作者简介:

王 猛(1992),男,河南商丘人,硕士研究生,主要从事嵌入式智能系统方向的研究。 靳伍银(1969),男,甘肃秦安人,博士,研究员,博导,主要从事机器视觉与嵌入式系统方向的研究。 王 安(1981),男,甘肃靖远人,博士研究生,讲师,主要从事非线性系统方向的研究。 [FQ)]

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

2016年度省自然基金B类项目:刀具热变形因素对切削系统稳定性的影响。


Design of Trajectory Tracking Control System for Wheeled Robots
Author:
Affiliation:

(1.School of Mechanical and Electrical Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China;2.Key Laboratory of Digital Manufacturing Technology and Applications (Lanzhou University of Technology), Ministry of Education, Lanzhou 730050, China)

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    摘要:

    针对轮式机器人轨迹跟踪控制系统误差收敛速率低、精度和实时性差的问题,采用反演控制算法并结合李雅普诺夫稳定性分析方法对轮式机器人的轨迹跟踪系统进行了优化设计;建立了轮式机器人轨迹跟踪控制系统的运动学模型,并对该模型进行位置偏差分析;在反演控制算法中引入了分部虚拟控制量,并分析和设计了其他间接受控量,提高了算法运行的效率;采用李雅普诺夫收敛定理对系统的收敛性进行分析,根据分析的结果提出了算法更加简单的控制律;利用Matlab软件的Simulink库对设计的轨迹跟踪控制系统试验研究;结果表明,与基于李雅普诺夫直接法或者迭代学习算法设计的轮式机器人轨迹跟踪控制系统相比较,设计的控制系统具有跟踪精度高、收敛速度快、实时性好的优点。

    Abstract:

    Aim at the shortages of slow error convergence speed, low accuracy, and poor real-time ability of trajectory tracking control system for wheeled robots, a novel control system is proposed based on Backsteping control algorithm and Lyapunov stability analysis method. In order to study the position deviation of the wheeled robots, the kinematic model is designed. In addition, the Backstepping control algorithm employ a new control strategy for segment virtual control to study and design other indirectly controlled parameters, which greatly improves the efficiency of the algorithm. The Lyapunov law is adopted to analyze the convergence of the system, and in the light of the results of stability analysis to propose a new and simple control law. Finally, Matlab/Simulink is employed to test trajectory tracking control system. The results show that the new control strategy proposed in this paper has higher accuracy, faster convergence speed and better real-time performance than the control strategy based on direct Lyapunov algorithm or iterative learning algorithm.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

王猛,靳伍银,王安.轮式机器人轨迹跟踪控制系统的设计计算机测量与控制[J].,2017,25(10):102-104, 107.

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  • 收稿日期:2017-03-19
  • 最后修改日期:2017-04-23
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  • 在线发布日期: 2017-11-09
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