崎岖山地环境履带机器人降维变系数控制方法研究

作     者：刘路 杨冰 韦东 宋宇 陈黎卿 孙燕 LIU Lu;YANG Bing;WEI Dong;SONG Yu;CHEN Liqing;SUN Yan

作者机构：安徽农业大学工学院合肥230036 安徽省智能农机装备工程实验室合肥230036 安徽省工业节电与电能质量控制协同创新中心合肥230601 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2020年第51卷第2期

页      面：29-36页

核心收录：

学科分类：081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：安徽省自然科学研究重大项目(KJ2018ZD016) 安徽省高校自然科学研究项目(KJ2019A0173) 安徽省工业节电与电能质量控制协同创新中心开放课题项目(KFKT201605) 

主　　题：履带机器人 路径跟踪 降维变系数 

摘      要：针对崎岖山地环境下自走式履带机器人自走姿态波动大、跟踪精度低等问题,研究了三维崎岖路面履带机器人控制方法。通过分析机器人在二维平整路面与三维崎岖路面的运动学模型,建立了降维运动学几何模型;设计了一种基于降维变系数的滑模控制方法,实现三维崎岖路面履带机器人的运动控制,并进行了平整路面与崎岖路面的路径跟踪仿真与试验。仿真结果表明,平整路面仿真中,行驶方向误差逐渐减小并趋近于0,侧向位置误差在±0.2 m内波动,并可在1 s内完成姿态调整;崎岖路面仿真中,三轴位置误差均控制在±0.1 m范围内,同样可在1 s内完成姿态调整。路径跟踪田间试验结果表明,平整路面和崎岖路面机器人跟踪稳定后的横向误差分别为-2.9~8.8 cm、-14.3~21.5 cm,姿态误差分别控制在±2°、±5°内,能够满足实际跟踪需求。