基于聚合跟踪误差的多USV自适应连续协调控制

针对仅邻近多无人水面船(Unmanned Surface Vessel,USV)在无向连通通信拓扑结构下,USV协调轨迹跟踪控制问题,提出一种基于领航者跟随协调策略的分布式自适应连续跟踪控制算法。通过引入虚拟领航者,假设其已知期望轨迹和期望速度,利用跟随者的队形位置跟踪误差和速度跟踪误差构造聚合跟踪误差。进而基于协调跟踪控制系统的聚合跟踪误差系统模型,使用自适应项补偿外界环境的干扰,结合边界层理论提出分布式自适应连续协调跟踪控制算法以提高系统的鲁棒性。通过Lyapunov稳定性理论证明了聚合跟踪误差的收敛性,所有USV的位置跟踪误差和速度跟踪误差有界并趋于一致,仿真验证了该算法的有效性。     

基于动态滑模的微定位平台轨迹跟踪控制

音圈电机驱动的微定位平台作为高精密度运动平台,被广泛应用于精密加工、微机电等领域. 针对音圈电机驱动的微定位平台的高精度平稳跟踪控制问题,结合归一法和理论建模的参数建立具有参数不确定性的二阶微分方程数学模型,以柔性机构实际位移作为输入,平台控制率作输出;鉴于模型参数不确定的特点,通过建立误差的二阶滑模面,提出基于动态滑模的微定位平台跟踪控制,通过李雅普诺夫稳定性理论获得系统稳定的结论. 通过平台试验对比分析提出的控制算法,结果表明提出的动态滑模控制算法在保证较小抖振的前提下,都能完成轨迹跟踪,跟踪精度比传统滑模提高13.4%和4%,且跟踪更平稳,具有良好的工程前景.     

栅格地图环境下机器人速度势实时路径规划

针对智能制造工程环境中移动机器人的自动避障问题,提出一种基于栅格地图的移动机器人速度势实时避障路径规划方法。利用栅格法二值化移动机器人的工作场景,从机器人中心出发向不同方向进行栅格搜索。基于障碍物对移动机器人有排斥作用以及目标点对机器人有吸引作用的思想,通过栅格数的累加计算机器人到障碍物之间的实时距离,并以此为参数,考虑障碍物的形状、最小安全距离等因素的影响来建立负的速度增量函数;以机器人当前位置与目标点的实时距离和角度为参数建立正向速度增量函数。进而在机器人运动学模型基础上,定义速度势函数来对移动机器人进行实时速度驱动。通过设置最小速度增量,避免在零势点处的局部极小点问题;通过设立距离阈值,避免在目标点附近速度增量趋于无穷的问题。通过仿真对所提出的算法进行验证。