20039.非完整輪式移動(dòng)機(jī)器人的有限時(shí)間魯棒性控制算法研究

1、獨(dú)創(chuàng)性申明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中己注明引用的內(nèi)容以外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：壓崩日期：力。浮手J胡27日摘要摘要非完整系統(tǒng)控制問(wèn)題是系統(tǒng)控制領(lǐng)域的重要研究方向，同時(shí)，由于系統(tǒng)受到非完整約束，也是系統(tǒng)控制領(lǐng)域的研究

2、難點(diǎn)。非完整輪式移動(dòng)機(jī)器人作為一種典型的非完整系統(tǒng)，在工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防和服務(wù)等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。在實(shí)際控制系統(tǒng)中，一方面系統(tǒng)總是受各種內(nèi)部、外部擾動(dòng)和未建模動(dòng)態(tài)等影響，另一方面實(shí)際系統(tǒng)對(duì)收斂速度和精度往往有很高要求，因此考慮輪式移動(dòng)機(jī)器人的魯棒有限時(shí)間控制具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文在考慮擾動(dòng)的情況下，對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人的兩類控制問(wèn)題，分別提出了相應(yīng)的有限時(shí)間魯棒控制算法，給出了所提控制算法的嚴(yán)謹(jǐn)理論證明，并通過(guò)數(shù)值仿真驗(yàn)證了理論結(jié)果的有

3、效性。主要成果包括：1、針對(duì)單個(gè)體輪式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，當(dāng)其速度不可量測(cè)時(shí)，研究了基于動(dòng)力學(xué)模型的有限時(shí)間魯棒跟蹤控制問(wèn)題。(i)對(duì)于角速度不可量測(cè)的情況，通過(guò)設(shè)計(jì)有限時(shí)間觀測(cè)器來(lái)觀測(cè)角速度和擾動(dòng)，提出了基于狀態(tài)觀測(cè)和擾動(dòng)前饋補(bǔ)償?shù)膹?fù)合控制器，實(shí)現(xiàn)了輸出信號(hào)有限時(shí)間跟蹤參考信號(hào)；(ii)對(duì)于角速度和線速度都不可量測(cè)的情況，考慮了一個(gè)相對(duì)嚴(yán)格的擾動(dòng)限定條件，重新設(shè)計(jì)觀測(cè)器來(lái)觀測(cè)線速度，并基于速度觀測(cè)和擾動(dòng)補(bǔ)償提出了有限時(shí)間輸出反饋跟蹤控制算

4、法。2、針對(duì)多個(gè)體輪式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)，在基于運(yùn)動(dòng)學(xué)模型并考慮擾動(dòng)的情況下，研究了多個(gè)體移動(dòng)機(jī)器人的有限時(shí)間魯棒一致性問(wèn)題。(i)為了實(shí)現(xiàn)這一控制目標(biāo)，我們首先通過(guò)坐標(biāo)變換將輪式移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為三階鏈?zhǔn)较到y(tǒng)，把這一三階鏈?zhǔn)较到y(tǒng)看成一個(gè)由一階子系統(tǒng)和二階子系統(tǒng)所構(gòu)成的級(jí)聯(lián)系統(tǒng)，并針對(duì)這兩個(gè)子系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)魯棒有限時(shí)間一致性算法；(ii)以針對(duì)兩個(gè)子系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的一致性協(xié)議為基礎(chǔ)，通過(guò)一個(gè)依賴于時(shí)間的切換策略，設(shè)計(jì)了針對(duì)多個(gè)體輪式移動(dòng)機(jī)器人系