考虑参数不确定性的移动机器人轨迹跟踪控制

顾万里^1,2，胡云峰^1,2，宫洵³，蔡硕²，陈虹^1,2

1. 吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室2. 吉林大学通信工程学院3. 密歇根大学航空航天工程系

摘 要：针对移动机器人系统中轮胎半径和轮胎间距存在的参数不确定性问题,提出自适应轨迹跟踪控制方法.首先,推导适合进行自适应控制器设计的系统误差模型,将原有控制问题转化为不确定参数的自适应更新率和虚拟控制输入的设计问题;然后,针对系统中的不确定性参数,设计自适应更新率对其进行在线估计,并设计虚拟的控制输入,得到移动机器人驱动电机的左右轮转速;其次在Lyapunov稳定性框架下证明闭环跟踪误差系统的渐近稳定性和估计误差系统的稳定性;最后通过仿真和实验表明,所提出方法能够通过在线学习估计出参数真实值,使得实际运行轨迹收敛到参考轨迹,同时表明所提出方法能够抑制系统参数不确定性对控制系统的影响.

关键词：移动机器人;参数不确定性;自适应;轨迹跟踪控制;