非完整式移动机器人的路径跟踪控制

本文以自行设计的非完整式自主移动机器人为研究对象,建立运动学模型,采用控制Lyapunov函数设计路径跟踪控制器,并通过ActiveX控件MSComm与底层运动控制器进行串行通信,实现对任意路径的跟踪控制。     

移动机器人路径跟踪模糊控制系统设计及仿真

本文的主要研究内容是模糊逻辑在移动机器人已知全局路径的情况下通过对局部路径的分析进行轨迹跟踪运动中的应用。利用模糊逻辑在移动机器人运动控制中的优越性,结合驾驶员的丰富经验设计了移动机器人的模糊控制器,包括一个预瞄距离确定器和一个运动模糊控制器。设计出移动机器人运动控制进行仿真的方法及程序流程,对其进行计算机仿真验证控制...     

移动机器人全局轨迹跟踪的自适应滑模控制

讨论了两驱动后轮角速度为控制输入的移动机器人轨迹跟踪问题，针对含有未知参数的非完整移动机器人运动学模型．基于反演（backstepping）控制算法的思想设计了变结构控制的切换函数，并由此构造了具有全局渐近稳定的白适应滑模轨迹跟踪控制器。该方法设计过程简单并具有直观的稳定性分析，适用于移动机器人的全局轨迹跟踪控制。仿真结果表明了该方法的有效性和正确性。     

移动机器人轨迹跟踪的模糊PID-P型迭代学习控制

本文针对移动机器人轨迹跟踪控制问题的研究,提出了一种基于移动机器人运动模型的模糊开闭环PID-P型非线性离散迭代学习控制方法,给出了PID-P型迭代学习的收敛条件及其证明过程,并采用模糊控制的原理整定PID三个学习增益矩阵的参数.该控制方法提高了移动机器人对特定轨迹的重复跟踪能力,具有算法实现简单的特点.实验仿真结果表明,采用模糊开闭环PID-P型迭代学习控制算法对轨迹跟踪是可行有效的.     

轮式机器人滑模轨迹跟踪控制器设计

轮式机器人是一个典型的非完整性系统。由于非线性和非完整特性,很难为移动机器人系统的轨迹跟踪建立一个合适的模型。介绍了一种轮式机器人滑模轨迹跟踪控制方法。滑模控制是一个鲁棒的控制方法,能渐近的按一条所期望的轨迹稳定移动机器人。以之为基础,描述了轮式机器人的动力学模型并在二维坐标下建立了运动学方程,根据运动学方程设计滑模控制器,该控制器使得机器人的位置误差收敛到零。     

质心不重合的移动机器人自适应滑模轨迹跟踪控制

针对一类质心和几何中心不重合的移动机器人的轨迹追踪问题,结合反演滑模自适应控制算法设计移动机器人轨迹跟踪控制器.首先,设计一种新的变参数滑模趋近律,并基于该趋近律对移动机器人控制器进行设计,使得系统在给定初始误差时移动机器人仍能跟踪目标轨迹.其次,针对一类质心距离已知的情况,基于移动机器人运动学模型,采用反演滑模控制算法对移动机器人的闭环系统控制器进行设计.并在给定系统初始值的情况下,通过选用合适的参数来优化移动机器人控制系统的整体性能,使得控制系统跟踪误差渐近收敛,移动机器人跟踪给定目标轨迹.然后,针对移动机器人质心距离未知的情况,采用反演滑模控制,引入自适应控制算法对未知参数进行估计,设计轨迹跟踪控制器,并通过Lyapunov函数对移动机器人控制系统进行全局稳定性证明.最后,将设计的新型趋近律结合Backstepping控制与自适应控制通过MATLAB仿真进行对比验证,验证了所设计的控制方法的有效性.     

非线性反馈线性化方法在轮式移动机器人的应用

给出一种轮式移动机器人系统的受非完整约束的动态模型。基于此模型应用了非线性反馈精确线性化方法进行了机器人路径跟踪控制系统设计。经过输入输出反馈线性化后,系统实现了解耦和线性化,然后用配置极点的方法对变换后的线性系统进行了设计。仿真结果表明,用反馈线性化设计的机器人系统具有良好的性能。实验结果证明了上述方法的有效性。     

基于免疫进化算法的轮式移动机器人非完整运动规划

本文阐述了轮式移动机器人非完整运动的最优规划问题,在系统的非完整特性基础上,将轮式移动机器人的运动规划转化为非线性系统最优控制问题。在最优控制中引入了人工免疫算法,替代了传统的迭代方法,提出了基于人工免疫算法的非完整运动规划的最优控制方法。通过抗体编码和亲合力函数给出了算法的具体实现步骤,并且进行了仿真实验。实验结果表明算法的有效性和可行性。     

基于Backstepping和神经动力学的非完整移动机器人点镇定

以非完整移动机器人为控制对象,围绕机器人运动控制中重要的点镇定问题进行深入研究.本文在考虑移动机器人模型和极坐标系下的位姿误差模型基础上,提出一种Backstepping与神经动力学相结合方法,设计具有渐近稳定的点镇定控制器.该控制方法能有效解决因初始误差存在而引起的速度和力矩突变问题,使机器人从静止状态快速收敛到任意...     

参数不确定移动机器人全局轨迹跟踪的自适应滑模控制

通过对一类质心和几何中心不重合情况下移动机器人轨迹跟踪问题的研究,得到了两独立驱动轮角速度为控制输入的机器人运动学模型.对于车轮半径和两驱动轮之间距离参数已知的情况,基于反演控制的思想设计了变结构控制的切换函数,构造了具有全局渐近稳定的滑模轨迹跟踪控制律,并针对这两个参数未知时,通过自适应方法对其进行参数估计,给出了自适应滑模轨迹跟踪控制律的设计方法.该方法设计过程简单且具有直观的稳定性分析,适用于移动机器人的全局轨迹跟踪控制.仿真算例验证了所提控制律的有效性和正确性.     

机载光电跟踪系统的模糊PID控制

为了提高机载光电跟踪系统的控制性能,提出了一种模糊自适应PID控制算法。首先,针对机载光电跟踪控制系统的特点,建立了被控对象的模型。接着,对机载光电跟踪系统模糊PID控制器的设计进行了详细介绍。最后,利用经典PID控制、模糊控制、模糊PID控制3种算法对机载光电稳定跟踪系统进行仿真比较。仿真结果表明模糊PID控制算法较之前两种算法具有响应快、超调量小、抗干扰能力强、稳态性能好等优点,对机载光电跟踪系统具有较好的控制能力。     

基于线性矩阵不等式的链式 系统跟踪控制律设计

 针对非完整链式系统的跟踪控制问题,在被跟踪对象可指数收敛的情况下设计了全局K－指数跟踪控制律.首先通过一个时变坐标变换将原系统的跟踪控制问题转化为膨胀后误差系统的镇定问题;然后再充份利用误差系统内部的级联结构,将一个复杂系统的镇定控制问题转化为两个简单子系统的镇定控制问题.对比于作者早期研究结果中所要求的参考信号非指数收敛部分存在非零常数极限,本文在级联子系统控制律的设计中借助于线性矩阵不等式进一步放宽了参考信号所满足的假设条件,在不要求存在非零常数极限的情况下设计了全局K-指数的跟踪控制律,推广了早期已有研究结果.结论表明在非完整链式系统的跟踪控制问题研究中,早期文献所加的不趋于零条件或者持续激励条件是不必要的.文末的Matlab数值仿真研究验证了所给控制方法的有效性.     

移动机器人的宏行为控制设计

利用宏行为的概念和方法,设计一个移动机器人系统.通过对系统结构的分析,给出移动机器人的运动模型;通过对整个系统行为的分析和分解,给出了移动机器人的宏行为模型结构.利用这一模型,实现了在白色背景下跟踪黑色轨迹的快速行驶.实验数据表明,移动机器人对黑色轨迹的跟踪精度较高.     

模糊神经网络信息融合方法在机器人路径规划中的应用研究

多传感器信息融合技术在机器人领域有着非常广泛的应用前景。文中对移动机器人避障及路径规划问题,结合模糊逻辑和神经网络的特点,提出了一种基于T-S（Takagi-Sugeou）模型的模糊神经网络的多传感器信息融合方法。该方法对障碍物信息进行综合处理,用于移动机器人的避障。并通过实验仿真验证了该方案在移动机器人避障和路径规划中的可行性和有效性。     

基于模糊算法的移动机器人路径规划

为了解决移动机器人最优路径规划问题,提出一种基于模糊算法的移动机器人路径规划策略.利用超声波传感器对环境进行探测,得到关于障碍物和目标的信息.运用模糊推理将障碍位置信息与目标位置信息模糊化,建立模糊规则并解模糊最终使机器人可以很好的避障,从而实现了移动机器人的路径规划.仿真实验结果表明了模糊算法优于势场法和A*算法,具...     

移动机器人运动控制的模糊逻辑系统设计

针对移动机器人在自主运动时出现的具体情况,文中将模糊控制策略引入移动机器人运动控制的模糊控制器系统中,从而实现了对移动机器人运动速度输出参数的模糊控制。     

非完整机器人Leader-Follower编队控制器设计

编队控制是多机器人协作的最重要的研究领域,其目的是控制组中的机器人的相对位置和方向,让机器人移动作为一个整体.Le-ader-follower策略已经广泛地应用到多机器人系统编队控制中.文中涉及了非完整移动机器人leader-follower编队控制问题,然后描述了基于leader-follower策略的控制方法,最后...     

基于T-S模糊模型的迭代学习初始控制

分析了初始控制量对迭代学习控制(ILC)算法收敛速度及跟踪精度的影响,为保证ILC算法对任意期望轨迹的跟踪性能,提出了一种基于T-S模糊模型的ILC算法初始控制量确定方法。利用模糊系统理论对未知非线性对象进行离线逆建模,实现对象逆模型参数化,根据模糊逆模型求得任意期望轨迹下的初始控制量,将其作为ILC算法的理想初始控制量进行迭代学习。倒立摆系统仿真实验表明,算法能快速跟踪上设定点,与任意选取初始控制量相比能有效减少迭代次数,提高跟踪精度,具有更好的动态性能。     

非匹配不确定系统的T-S模糊反演滑模控制

对于一类T-S模糊模型描述的非匹配不确定系统,滑模控制鲁棒性难以保证问题,研究并设计了基于T-S模糊模型的模糊反演控制器。首先中间稳定项通过选择合适的Lyapunov函数来确定,在最后一步中确定滑模控制及参数。逐步设计调节器和跟踪控制器,进而实现系统的全局调节和渐进稳定。从仿真结果可以看出,所设计的模糊反演滑模控制器具有良好的跟踪性能和动态品质,在加入干扰项时,系统仍具有良好的性能,表明该设计控制律的有效性和较强的鲁棒性。     

自适应模糊PID控制的太阳光跟踪伺服系统

针对太阳光跟踪伺服系统中应用的传统PID控制过程中的一些问题,本文通过对自适应模糊PID控制系统的分析,设计了双轴跟踪伺服系统自适应模糊PID控制器,并在Simulink环境中建立方位角跟踪传动机构仿真模型且完成仿真。仿真结果表明,太阳光跟踪伺服系统自适应模糊PID控制器较传统PID控制器具有较强的稳定性、适应性与鲁棒性,这在太阳光跟踪伺服系统控制领域具有重要的实用价值与应用空间。