[发明专利]一种移动机器人轨迹跟踪事件触发控制方法

说明书

本发明公开了一种移动机器人轨迹跟踪事件触发控制方法，包括以下具体步骤：建立包含执行机构动态的移动机器人跟踪控制系统模型；移动机器人轨迹跟踪虚拟速度控制律设计；移动机器人轨迹跟踪事件触发控制律设计。本发明所述控制方法不仅可极大地减轻系统的计算负担，而且仍可确保系统的输出状态具有良好的控制性能。

技术领域

本发明涉及移动机器人控制技术领域，尤其涉及一种移动机器人轨迹跟踪事件触发控制方法。

背景技术

移动机器人以其强大的技术优势，近年来成为了国内外高校及相关研究机构的关注热点。然而，移动机器人系统是一种非线性、强耦合的系统，且其工作环境往往具有较强的复杂性，如何实现移动机器人的高性能控制是一项富有挑战性的研究课题。针对移动机器人轨迹跟踪控制问题，目前所采用的控制方法主要有：自适应控制方法、反步控制法以及滑模控制方法等。

在目前的控制方法中，移动机器人控制信号的更新几乎都是采用时间触发机制的，即控制信号的更新依据系统的采样周期，而不是依据系统的输出状态来确定，这将极大增加系统的计算成本。另外，在时间触发机制控制下，移动机器人执行机构的频繁动作也容易加速执行机构的磨损，从而缩短其使用年限。为解决这一问题，本发明基于Das以及Chen论文(Design and implementation of an adaptive fuzzy logic-based controllerfor wheeled mobile robots, Design and implementation of an adaptive sliding-mode dynamic controller for wheeled mobile robots)中的模型给出了一种移动机器人轨迹跟踪事件触发控制方法，该方法可实现在不降低系统控制性能的情况下有效减少系统的计算负担，提高移动机器人执行机构的使用年限。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种移动机器人轨迹跟踪事件触发控制方法。本发明采用李雅普诺夫稳定性理论设计使系统输出误差渐近稳定的虚拟速度控制律，在系统虚拟速度控制律设计的基础上，进一步给出移动机器人轨迹跟踪事件触发控制律的设计方法，以弥补现有控制方法的不足。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种移动机器人轨迹跟踪事件触发控制方法，具体包括以下步骤：

步骤1，建立包含执行机构动态的移动机器人跟踪控制系统模型，具体过程如下：

1.1所述移动机器人在满足非完整约束的情况下，其运动学模型可描述为

式中，q＝[x,y,θ]^T∈R³为移动机器人的位姿矢量，其中，x，y分别表示移动机器人在X轴向及Y轴向的坐标，θ为移动机器人的方向角；为移动机器人位姿矢量的一阶导数；μ＝[v,ω]^T为由移动机器人的线速度和角速度构成的矢量，其中，v为线速度，ω为角速度。

1.2依据Lagrange建模方法，移动机器人的动力学模型可描述为