[发明专利]基于快速终端滑模的轮式移动机器人轨迹跟踪方法

摘要

本发明公开基于快速终端滑模的轮式移动机器人轨迹跟踪方法。该方法包括四个步骤(1)建立轮式移动机器人的运动学模型和期望轨迹模型，并根据运动学模型和期望轨迹模型建立误差模型；(2)引入合适的滑模面s1、s2，根据误差模型设计虚拟反馈量(3)得到线速度偏差信号和角速度偏差信号(4)建立轮式移动机器人的动力学模型，将线速度偏差信号和角速度偏差信号代入动力学模型，设计轮式移动机器人的左右轮力矩控制器τ、未知参数估计器和外部扰动估计器本发明对存在未知参数和外部扰动等干扰的复杂工况下，能够在有限时间内跟踪期望轨迹，跟踪效果良好，并且对未知参数和外部扰动的鲁棒性强。

主权项

基于快速终端滑模的轮式移动机器人轨迹跟踪方法，其特征在于：该方法采用如下步骤：步骤(1)：建立轮式移动机器人的运动学模型和期望轨迹模型，并根据运动学模型和期望轨迹模型建立误差模型；步骤(2)：引入合适的滑模面s1、s2，根据步骤(1)中的误差模型设计虚拟反馈量步骤(3)：结合步骤(1)中的误差模型以及步骤(2)中的虚拟反馈量和滑模面s1、s2，设计有限时间虚拟线速度vc和虚拟角速度wc；根据轮式移动机器人的实际线速度v和实际角速度w，得到线速度偏差信号和角速度偏差信号所述步骤(3)中设计的虚拟线速度vc和虚拟角速度wc为：vc=yewc+vrcosθe+α1s1+β1s1q1/p1wc=wr+α2s2+β2s2q2/p2+v·rye+vr2sinθe1+vr2ye2---(2)]]>其中，ye、θe为轮式移动机器人实际位姿与期望位姿的偏差，vr为期望线速度，wr为期望角速度，αi、βi(i＝1,2)满足αi>0、βi>0，pi、qi(i＝1,2)是正奇数且满足qi＜pi＜2qi；步骤(4)：建立轮式移动机器人的动力学模型，将线速度偏差信号和角速度偏差信号代入动力学模型，设计轮式移动机器人的左右轮力矩控制器τ、未知参数估计器和外部扰动估计器