全方位移动平台自适应滑模运动控制研究-论文.pdf

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1、第31卷第9期计算机仿真2014年9月文章编号：1006—9348(2014)09—0165—05全方位移动平台自适应滑模运动控制研究张豫南，田鹏，宋杰，曾伟(1．装甲兵工程学院，北京100072；2．63985部队，北京100072；3．77126部队，重庆402260)摘要：针对大型设备承重的要求，以8~8全方位移动平台为研究对象，建立了平台的运动学模型和动力学模型，并针对平台轮子滑移和重心偏移等不确定和非线性因素，利用ReeurDyn建立平台三维模型，利用Matlab／Simulink建立联合仿真模型；采用自适应滑模控制对平台进行轨迹跟踪控制，并与PD控制

2、方法进行对比，仿真结果表明，自适应滑模控制方法有效的降低了输出抖振，减小了不确定和非线性因素对运动的影响，跟踪误差几乎为零，实现了精确轨迹跟踪控制。关键词：全方位移动；自适应滑模控制；运动控制中图分类号：TP24文献标识码：BResearchonAdaptiveSlidingModeMotionControlforOmnidirectionalPlatformZHANGYu—nan，TIANPeng，SONGJie，ZENGWei(1．AcademyofArmoredForceEngineering，Beijing100072，China；2．TroopNo．6

3、3985ofPLA，Beijing100072，China；3．TroopNo．77126ofPLA，Chongqing402260，China)ABSTRACT：Fortheloadbearingrequirementoflarge—scaleequipments，the8x8omnidirectionalplatformwasre—searched，andthekinematicanddynamicmodelswerebuilt．Athree-dimensionalmodelwasbuiltbyRecurDynandthejointsimulationmod

4、elwasbuiltbyMatlab／Simulinkforuncertainandnonlinearfactorssuchastheslippageandbarycentershiftoftheplatform．Adaptiveslidingmodecontrolwasusedfortrajectorytrackingcontro1．ComparedwithPDcontrolmethod，theresultsofsimulationshowthatadaptiveslidingmodecontrolcanreducetheswitchgaineffee—tiv

5、elyandtheinfluenceofuncertainandnonlinearfactors．Thetrackingerrorisnearlyzero，anditimplementstheaccuratetrajectorytrackingcontro1．KEYWORDS：Omnidirectionalmotion；Adaptiveslidingmodecontrol；Motioncontrol1引言滑模变结构控制可通过控制量的切换使系统状态沿着全方位移动平台结合多轮独立电驱动技术和全方位轮滑模面滑动，使系统在受到参数摄动和外干扰的时候具有不技术，在每个轮子

6、没有任何转角的情况下，通过控制每个轮变性，其具有快速响应、对参数变化和扰动不灵敏等优点，在子速度，在不改变车体姿态的情况下可实现从当前位置向任机器人控制中得到广泛应用。文献[4]为了完成非完整机意方向的运动，并且能够进行中心转向、平移和中心转向的器人的轨迹跟踪控制，使用基于极坐标下的滑模变结构控制复合运动，即具有在平面上沿x、Y轴进行平动以及绕垂直方法，并验证了控制器的稳定性。文献[5]为了解决机器人平面的z轴进行转动的三自由度运动特性”，而一般的轮系统中的高频抖振现象，结合滑模自适应控制，采用多参数式和履带车辆，只能进行前后和左右转向的二自由度运动。模型控制方

7、法对其进行控制，并通过2自由度机器人得到有因此，全方位移动平台的运动和控制技术一直都是研究的热效验证。文献[6]为有效解决滑模控制固有的抖振问题，采点之一。4x4全方位移动平台已经在实际中有所应用，但在用基于加权积分增益趋近律的滑模控制器对喷药移动机器大型设备的承重要求方面明显不能满足需求，因此研究8x8人进行路径跟踪控制，并通过试验证明其算法可以顺利消除全方位移动平台，以满足实际应用中较高机动性和承重的要横向偏差，实现轨迹跟踪的快速性和精确性。文献[7]描述求。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

8、器基金项目：军队计划科研