[发明专利]轮式机器人有限时间控制方法、系统、装置及介质

权利要求书

1.一种轮式机器人有限时间控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立轮式机器人的动力学模型，并基于所述动力学模型得到跟踪误差模型；

将所述跟踪误差模型分解为角速度误差系统和位置误差系统；

对所述角速度误差系统进行有限时间控制器设计；

基于反步法构造输出的李亚普洛夫函数设计线速度控制器，所述线速度控制器使得所述位置误差系统收敛有界；

根据所述有限时间控制器和所述线速度控制器，对所述轮式机器人进行轨迹控制。

2.根据权利要求1所述的轮式机器人有限时间控制方法，其特征在于：基于齐次性理论对所述角速度误差系统进行有限时间控制器设计。

3.根据权利要求1或者2中任一项所述的轮式机器人有限时间控制方法，其特征在于，所述并基于所述动力学模型得到跟踪误差模型这一步骤，其具体包括：

获取参考输入控制信号；

根据所述动力学模型确定所述轮式机器人的位姿矢量；

根据所述位姿矢量和所述参考输入控制信号，得到所述轮式机器人的微分控制方程；

根据所述微分控制方程得到所述跟踪误差模型。

4.根据权利要求3所述的轮式机器人有限时间控制方法，其特征在于，所述将所述跟踪误差模型分解为角速度误差系统和位置误差系统这一步骤，其具体包括：

确定所述轮式机器人的角速度误差状态量，并基于所述角速度误差状态量和所述动力学模型确定所述角速度误差系统；

确定所述轮式机器人的坐标误差状态量，并基于所述坐标误差状态量和所述跟踪误差模型确定所述位置误差系统。

5.一种轮式机器人有限时间控制系统，其特征在于，包括：

建立模块，用于建立轮式机器人的动力学模型，并基于所述动力学模型得到跟踪误差模型；

分解模块，用于将所述跟踪误差模型分解为角速度误差系统和位置误差系统；

第一设计模块，用于对所述角速度误差系统进行有限时间控制器设计；

第二设计模块，用于基于反步法构造输出的李亚普洛夫函数设计线速度控制器，所述线速度控制器使得所述位置误差系统收敛有界；

控制模块，用于根据所述有限时间控制器和所述线速度控制器，对所述轮式机器人进行轨迹控制。

6.根据权利要求5所述的轮式机器人有限时间控制系统，其特征在于：所述第一设计模块于齐次性理论对所述角速度误差系统进行有限时间控制器设计。

7.根据权利要求5或者6中任一项所述的轮式机器人有限时间控制系统，其特征在于，所述建立模块具体用于：

获取参考输入控制信号；

根据所述动力学模型确定所述轮式机器人的位姿矢量；

根据所述位姿矢量和所述参考输入控制信号，得到所述轮式机器人的微分控制方程；

根据所述微分控制方程得到所述跟踪误差模型。

8.根据权利要求7所述的轮式机器人有限时间控制系统，其特征在于，所述分解模块具体用于：

确定所述轮式机器人的角速度误差状态量，并基于所述角速度误差状态量和所述动力学模型确定所述角速度误差系统；

确定所述轮式机器人的坐标误差状态量，并基于所述坐标误差状态量和所述跟踪误差模型确定所述位置误差系统。

9.一种轮式机器人有限时间控制装置，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1-4任一项所述的轮式机器人有限时间控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于：所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于实现如权利要求1-4中任一项所述的轮式机器人有限时间控制方法。