轮式移动机器人的先进滑模轨迹跟踪控制研究

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1、１分类号：ＴＰ２４２学校代码：０３６３密级：公开学号：２１４０２３０１１２杂歡又锭未毒ＡｎｈｕｉＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕±学位论文题目轮式移动机器人的先进滑模轨迹跟踪控制研究论文作者李小凤指导教师黄宜庆副教按陈其宽高级工程师控制工程学科Ｃ专业）研究方向运动控制系统的分析与设计论文提交日期：２０１６年６月８日分类号：ＴＰ２４２单位代码：１０３６３２１４０２３０１１２密级；公开学号！唐目轮式務巧化巧人的先进巧巧轨迹巧度巧制研巧英文并列

2、巧ＢＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＡＤＶＡＮＣＥＤＳＬＩＤＩＮＧＭＯＤＥＴＲＡＪＥＣＴＯＲＹＴＲＡＣＫＩＮＧＣＯＮＴＲＯＬｆＯＲＡＷＨＥＥＬＥＤＭＯＢＩＬＥＲＯＢＯＴ学生姓名：李小凤指导教师：黄宜庆融教巧陈其帘高级工程师专业：控制工鸦研巧方向：运动控制系统的分析与设计论文答辩日期：２０１６年６月３曰安徽工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：。我恪守学术道德，崇尚严谨学风所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进斤研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的

3、内容外，本论文不包括任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名：＾曰化年《月／曰安徽工程大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定。同意学校保臂并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本文授权安徽工程大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分內容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。□保密，在年解密后适用

4、本版权书。＿本学位论文属于不保密□学位论文作者签名：巧指导教师签名户分＾＾＊曰期：Ｗ年《月如曰期＊＾年＜月＾曰安微工程大学硕立学位论文轮式移动机器人的先进滑模轨迹跟踪控制研究摘要近年来，随着科学技术的不断发展和进步，人工智能机器人技术的运用已经深入到人类社会生活的各个方面一。定意义上来说，智能机器人技术的运用代表了一个国家先进生产力的发展。其中，轮式移动机器人由于其自重轻，承重能力强，运动灵活等优势，在人类生产和生活中的各个方面都表现出极大的优越性。轮式移动机器人的轨迹跟踪控制问题己经

5、成为目前的一个研究热点。然而，目前关于轮式移动机器人的轨迹跟踪控制大多数集中在二维平面内，研究者很少关注轮式移动机器人的Ｈ维斜面跟踪控制问题，这通常也约束了轮式移动机器人的应用范围。因此，对轮式移动机器人的Ｈ维斜面轨迹跟踪控制问题的研究具有十分重要的意义一。本文针对类非完整轮式移动机器人，建立了兰维斜面运动学模型和位姿方程；利用先进滑模控制方法实现Ｈ维斜面轨迹跟踪控制：通过设计轮式移动机器人运动控制系统验证本文先进滑模控制方法的有效性。具体研巧内容如下：首先一，通过重建轮式移动机器人的移动机构，建立了类非完整

6、轮式移动机器人在二维平面和Ｈ维斜面上的运动学模型和位姿方程，采用反演方法设计切换函数，同时结合反演控制方法与滑模控制方法的优点一，设计了种自适应反演滑模控制器，实现了非完整轮式移动机器人的兰维斜面轨迹跟踪控制。最后将反演滑模控制方法与传统ＰＩＤ控制方法相比较，仿真结果说明了本文方法在移动机器人轨迹跟Ｉ安徽工程大学硕±学位论文踪控制方面具有更高的控制精度和更快的收敛速度一。进步，本文设计了一种非线性干扰观测器，在线估计外界未知干扰，用于补偿反演滑模控制器。通过与传统反演滑模控制技术比较，数值仿真结果说明

7、基于干扰观测器的反演滑模控制方法在一定程度上减弱或消除了外界干扰的影响，保证了巧环控制系统的稳定性。其次，针对非完整轮式移动机器人系统运动学模型，分析滑模控制系统抖振产生的原因一，提出了种基于模糊滑模控制的轮式移动机器人Ｈ维斜面轨迹跟踪控制方法，该方法有效地消除和削弱了传统滑模控制中产生的抖振一。进步，将提出的模糊滑模Ｈ维斜面轨迹跟踪控制技术与传统ＰＩＤ控制技术相比较，仿真结果表明该控制方法在移动机器人Ｈ维絲面轨迹跟踪控制中表现出来的控制精度、收敛速度及全局稳定性更优。同时，考虑了，本文在此部分研究内容的基础

8、上轮式移动机器人模糊滑模控制系统中存在外界干扰情况，设计了基于非线性干扰观测器的模糊滑模控制器，实现了移动机器人的轨迹跟踪控制，通过相应的数值