基于模糊pid的麦克纳姆轮移动平台的控制算法

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1、第44卷第6期应用科技Vol.44No.62017年12月AppliedScienceandTechnologyDec.2017DOI:10.11991/yykj.201701003网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1191.U.20170527.1322.002.html基于模糊PID的麦克纳姆轮移动平台的控制算法张忠民，郑仁辉哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨150001摘要：为提高麦克纳姆轮移动平台移动的可靠性和准确性，在分析了麦克纳姆轮全

2、向移动的原理和运动模型的基础上，发现麦克纳姆轮移动平台中如果四个轮子的转速控制不理想或某个轮子打滑，造成了移动平台的移动不稳定。采用模糊PID控制算法，实现了对麦克纳姆轮的4个轮子的转速精确控制，解决了麦克纳姆移动平台运动的不稳定性和运动方向偏离。通过MATLAB仿真实验和测试实验表明，模糊PID算法对麦克纳姆移动平台的控制具有很好的鲁棒性。关键词：麦克纳姆轮；全向移动；模糊PID；移动平台；运动学模型；控制；模糊推理；MATLAB仿真中图分类号：TP272文献标志码：A文章编号：1009−671X(201

3、7)06−0053−07ControlalgorithmofMecanum-wheelmobileplatformbasedonfuzzyPIDZHANGZhongmin,ZHENGRenhuiSchoolofInformationandCommunicationEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,ChinaAbstract:InordertoimprovethemobilereliabilityandaccuracyofMecanumw

4、heelmobileplatform,onbasisoftheanalysisontheprincipleoftheomni-directionalmovingandthemotionmodelofMecanumwheel,itwasfoundthat,ifthecontrolontherotationspeedofthefourwheelsinMecanumwheelmobileplatformisnotidealorawheelslips,themovingofthemobileplatformwill

5、becomeunstable.ThispaperadoptedfuzzyPIDcontrolalgorithmtoachieveprecisecontrolfortherotationspeedofthefourMecanumwheel,eliminatedthemovingunstabilityofMecanumwheelmobileplatformandthedeviationofmotiondirection.MATLABsimulativeexperimentsandtestsshowthatthe

6、fuzzyPIDcontrolalgorithmofMecanummobileplatformhasgoodrobustness.Keywords:Mecanumwheel;omni-directionalmoving;fuzzyPID;mobileplatform;kinematicmodel;control;fuzzyinference;MATLABsimulation随着现代控制技术和计算机技术的发展，移动要从控制算法这个方面来解决麦克纳姆轮打滑等问机器人在越来越多的领域开始发挥至关重要的作题，实现麦

7、克纳姆轮移动平台的精确运动。用，作为移动机器人的关键部件，移动平台可以保证常规PID控制器对于一个具有固定数学模型的机器人的移动性和稳定性，成为了机器人领域的研自动化系统来说简单易行[1]，但在实际的应用当中，究重点。其中麦克纳姆轮移动平台因具有平面上直流电机调速系统中的各项参数会发生变化，依靠传统的PID控制则需要把各项扰动均建立起模型并3个自由度的移动能力而逐渐受到了更多的关注。进行相应的补偿需要消耗大量的时间，而且并不能然而麦克纳姆轮移动平台的轮子并不能够直接转保证所有的扰动均可以被考虑在内，所以需要

8、对常向，它是依靠4个轮子各自不同转速的相互配合来规的PID控制算法进行改进，使其能够针对数学模实现全向移动，因此每一个轮子的运动都对整体的型更为复杂多变的控制系统。运动方向和速度大小有着很大的贡献，若一个轮子模糊PID控制算法也因此应运而生，它是建立出现与地面脱离接触以及打滑等情况，则整个移动在模糊数学理论上的新型控制方法。与传统PID相平台的移动方向则会发生很大的偏离，因此本文主比，其特点是把一个个精确的量变为