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本文以3轮式智能小车为研究对象,针对小车运动控制问题中的路径跟踪问题展开理论和应用研究。 首先对目前轮式机器人的跟踪控制算法进行了归纳和总结,比较了某些算法之间的差异,以便在此基础之上进行深入研究。 然后针对3轮式智能小车,在非理想约束的情况下建立了两轮驱动智能小车的运动学模型和动力学模型,为后面进行基于运动学模型的路径跟踪问题研究打下基础。根据对小车的运动学模型的分析,建立了直角坐标系下的局部位姿误差模型和极坐标系下的位姿误差模型。针对跟踪一条带时间参数的期望轨迹,采用反向递推设计方法,构建了更简单的中间虚拟反馈变量,然后结合李雅普诺夫第二法,设计出适应于小车的轨迹跟踪控制器。针对跟踪一条不带时间参数的几何路径,把路径划分成若干个路标节点,在极坐标系下的误差模型下,利用李雅普诺夫直接法设计出跟踪离散节点的跟踪控制器。最后通过Matlab仿真平台进行仿真实验,仿真结果表明,小车的仿真轨迹和各个参数均表现良好。 最后,利用3轮式智能小车进行了路径跟踪控制的前期实验。