基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輪式移動機(jī)器人魯棒滑模控制.pdf

1、近年來，對非完整移動機(jī)器人的理論和應(yīng)用研究已日益受到國內(nèi)外控制界的重視。廣義地說任何帶有輪式移動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的機(jī)械裝置如卡車等都屬于這類機(jī)器人范疇，因此它具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用背景。另一方面，這類系統(tǒng)由于具有無打滑等非完整約束條件，使得其控制問題變得相當(dāng)困難，如不能采用連續(xù)或可微的純狀態(tài)反饋實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的漸近穩(wěn)定，不能采用非線性變換實(shí)現(xiàn)整體線性化等。因此，研究非完整移動機(jī)器人系統(tǒng)的魯棒控制問題，具有十分重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。本文主要針對非完整移動機(jī)

2、器人進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)建模、分析與軌跡跟蹤控制器設(shè)計(jì)的研究。 首先，分析一類兩輪移動機(jī)器人的運(yùn)動學(xué)模型和動力學(xué)模型，針對其軌跡跟蹤控制問題，設(shè)計(jì)滑模控制器。通過兩輪移動機(jī)器人對曲線和圓兩種軌跡跟蹤的仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該控制器在兩輪移動機(jī)器人軌跡跟蹤控制中的有效性。 其次，分析滑?？刂浦卸墩癞a(chǎn)生的原因及抖振的消除和削弱方法。根據(jù)趨近律變結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)方法中趨近律參數(shù)的物理意義及參數(shù)之間的定性關(guān)系后，提出了基于模糊規(guī)則的趨近律控

3、制--模糊趨近律控制，即用模糊規(guī)則來選擇趨近律的參數(shù)，以達(dá)到改善滑?？刂破焚|(zhì)的目的。 最后，基于非完整移動機(jī)器人系統(tǒng)是復(fù)雜控制系統(tǒng)，而且在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，存在各種不確定性因素的影響，采用常規(guī)的控制方法如計(jì)算力矩法對其進(jìn)行控制難以得到良好的控制效果。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對非線性函數(shù)的強(qiáng)映射特性，把它應(yīng)用在非完整移動機(jī)器人的控制上，可取得較好的效果。因此，同時(shí)考慮機(jī)器人運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)模型，提出基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的軌跡跟蹤算法，仿真結(jié)果表明算法具