基于轮式移动机器人的轨迹跟踪控制

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1、繼码：藏新，２－分类号：ＴＰ４２．６峰沁＇宝密级；公开＇ＵＤＣ■：６２１．３Ｖ学号；３０２１３１．‘―．＇。’…油—＂＂＂巧如ＳｆｔＵＪ？怖Ｉ＂硕±学位论文基于轮式移动机器人的轨迹跟踪控制研究生姓名：黄大伟导师姓名：疆军勇串请学仿类别工学硕±学位授予单位东南大学一级学科名称控制科学与工程论义答辩日期２０１６年４月１曰二级学科名称控制理论与控工程学位授予日期２０年月日答辩委员会主席江崎教授评阅人张侃健教授部健教授２０１６年４月８日表

2、兩未聲硕±学位论文基于轮式移动机器人的轨迹跟踪控制专业名称：控制理论与控制工程硏究生姓名：黄大伟导师姓名：奮军勇教授－－本论文获国家自然科学基金项目６１４７３０８２、江０１４ＤＺＸＸ００３）资助。（）苏省六大人才商峰项目。ＴＲＡＪＥＣＴＯＲＹＴＲＡＣＫＩＮＧＣＯＮＴＲＯＬＯＦＷＨＥＥＬＥＤＭＯＢＩＬＥＲＯＢＯＴＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｔｏＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｂｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎ

3、ｇｇｇＢＹＤａｗｅｉＨｕａｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＰｒｏｆ．ＪｕｎｙｏｎｇｚｈａｉＳｃｈｏｏｌｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＡｒｉｌ８２０１６ｐ，东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。，尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研巧所做的任何

4、贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。＾．研究生签名ｕｒｎ．东南大学学位论文使用授枚靑明东南大学、中国科学技术信息研究所（含万方数据）、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印一、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，可Ｗ公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）论，允许论文被査阅和借阅文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布（包括Ｗ电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院

5、办理。日期知《’Ｗ研究生签名為碰名巧辦：摘要，机器人的研巧受到越来越多的重视，尤其是轮式移动机器人近年来随着科学技术的进步。它，如农业，工业在各行各业都得到了广泛的应用，服务斤业，国防事业等。轮式移动机器人可Ｗ在，完成人类无法完成的繁重任务，对移动机器人的研巧是具有重要的理论意恶劣条件下工作。因此义和实际应用价值。本文将针对移动机器人的轨迹跟踪控制展开硏巧，解决该类系统的轨迹跟踪控制问题。利用李雅普诺夫函数，反步技术，滑模变结构技术，自适应技术，扰动观测器技术分别设计运动学和动力学控制器Ｗ及扰动观测器来

6、解决轮式移动机器人的轨迹跟踪问题。主要内容分为下四个方面：、１研究基于轮式移动机器人运动学模型的轨迹跟踪控制问题。根据运动学模型中的ｄ（质屯到（）凡何中也的距离ｄ＝）是否为零设计控制器。首先对０的情况，选取合适的淆模面与李雅普诺夫函一数设计运动学控制器，Ｗ保证闭环系统是全局渐近稳定的；进步给出有限时间控制器，使得轨迹误差在有限时间内收敛到零。再考虑ｄ声０的情况，选取合适的李雅普诺夫函数设计运动学控制器，使得闭环系统全局渐近稳定。通过计算机仿真验证了所提算法的有效性。（巧考虑具有扰动的轮式移动机器人动力学

7、模型的轨迹跟踪控制问题。首先针对运动学模型设一个使得位姿误差渐近稳定的虚拟速度控制器其次计，选取合适的滑模面与李雅普诺夫函数，设；计滑模变结构力矩控制器和非线性化动观测器使得实际速度与虚拟速度的误差能够撕近收敛到零，并实现扰动的前馈补偿，。最后通过仿真验证所提算法的有效性。一针对具有不确定参数和外部扰动的轮式移动机器人设计了种自适应滑模控制器。将滑模（３）一变结构和李雅普诺夫函数方法相结合，给出种快速终端滑模控制器保证移动机器人运动学误差系统渐近收敛。针对具有不确定参数和外部扰动的移动机器人动力学模型，对不确定参

8、数和扰动进行一在线估计并给出了种自适应滑模控制器，从而保证闭环系统的全局渐近稳定，通过仿真验。最后证所提算法的有效性。４基于扰动观测器技术和自适应控制技术，研究了含有不确定参数和外部扰动轮式移动