基于节能考虑的全向移动机器人鲁棒补偿轨迹跟踪控制

作     者：王义娜 郑依伦 杨俊友 王硕玉 WANG Yi-na;ZHENG Yi-lun;YANG Jun-you;WANG Shuo-yu

作者机构：沈阳工业大学电气工程学院沈阳110870 

出 版 物：《控制与决策》 (Control and Decision)

年 卷 期：2022年第37卷第11期

页      面：3065-3072页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61803273) 辽宁省教育厅服务地方项目(LFGD2020004) 

主　　题：全向移动机器人 能耗模型 性能指标 能耗优化 能量预测 干扰鲁棒补偿 

摘      要：针对全向移动机器人在跟踪目标的过程中存在跟踪误差以及产生能量损耗的问题,首先构建一种新型机器人能耗模型,该模型能够有效预测机器人运行过程中各种能量消耗;其次,基于该能耗模型设置兼顾轨迹跟踪误差和能耗最小的性能指标函数,在其约束下,提出一种基于干扰鲁棒补偿的反馈节能控制器;然后,引入不确定性及干扰估计观测法,构建鲁棒补偿项,在满足能耗最优的前提下实现对外界干扰的有效抑制;最后,基于Lyapunov稳定性理论证明所提出的节能干扰鲁棒补偿控制系统是渐近稳定的.通过将所提出的控制器与比例微分控制器、H∞控制以及节能补偿控制进行比较,仿真结果表明,所提出的控制方法其控制精度更高、能量损耗更低、具有更强的鲁棒性.