馬曉敏 劉丁 辛菁 張友民

摘 要：針對移動機(jī)器人反演軌跡跟蹤控制中的速度跳變與速度跟蹤問題，提出一種采用生物膜電壓模型和反演滑模方法的移動機(jī)器人生物啟發(fā)式變結(jié)構(gòu)軌跡跟蹤控制系統(tǒng)。首先基于移動機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型建立位姿跟蹤回路，即利用生物啟發(fā)式膜電壓模型獲取虛擬的位姿誤差信號，并結(jié)合Lyapunov函數(shù)設(shè)計(jì)反演控制器來解決速度跳變；然后考慮移動機(jī)器人的動力學(xué)模型設(shè)計(jì)速度跟蹤回路，構(gòu)造基于組合趨近律的滑模變結(jié)構(gòu)力矩控制器來保證速度跟蹤；接下來，根據(jù)Lyapunov理論對所提系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行證明；最后，以iRobot Create移動機(jī)器人為控制對象進(jìn)行直線、圓和折線軌跡跟蹤控制的仿真研究。通過分析比較初始階段和拐點(diǎn)處的跟蹤誤差、速度和力矩，驗(yàn)證了所提系統(tǒng)的有效性。

關(guān)鍵詞：移動機(jī)器人；生物膜電壓模型；軌跡跟蹤；反演控制；滑模變結(jié)構(gòu)

中圖分類號：TP 273

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1007-449X（2018）07-0097-10