[发明专利]具有初态误差修正的轨迹学习控制器、控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种具有初态误差修正的轨迹学习控制器、控制系统及方法，该控制器包括运动轨迹接收模块，其被配置为接收轮式机器人输出的运动轨迹以及轮式机器人的运动初态；跟踪误差计算模块，其被配置为将接收的运动轨迹和运动初态分别与其内存储的预设期望轨迹作差，得到跟踪误差和初态误差；比较修正模块，其被配置为比较跟踪误差与跟踪误差阈值，若跟踪误差大于跟踪误差阈值，则根据初态误差及当前跟踪误差对轮式机器人的当前控制输入量进行修正，并将修正后的控制输入量作用于轮式机器人，直至跟踪误差小于跟踪误差阈值，最终实现轮式机器人对预设期望轨迹的完全跟踪；其中，控制输入量为轮式机器人的线速度和角速度。

主权项

1.一种具有初态误差修正的轨迹学习控制器，其特征在于，包括：运动轨迹接收模块，其被配置为接收轮式机器人输出的运动轨迹以及轮式机器人的运动初态；跟踪误差计算模块，其被配置为将接收的运动轨迹和运动初态分别与其内存储的预设期望轨迹作差，得到跟踪误差和初态误差；比较修正模块，其被配置为比较跟踪误差与跟踪误差阈值，若跟踪误差大于跟踪误差阈值，则根据初态误差及当前跟踪误差对轮式机器人的当前控制输入量进行修正，并将修正后的控制输入量作用于轮式机器人，直至跟踪误差小于跟踪误差阈值，最终实现轮式机器人对预设期望轨迹的完全跟踪；其中，控制输入量为轮式机器人的线速度和角速度；具有初态误差修正的轨迹学习控制器的模型表达式为：ui+1(k)＝ui(k)+L1(k)ei(k+1)+L2(k)ei+1(k)+e‑Qkθh(k)L3(k)ei(0)式中，ui(k)表示第i次迭代k时刻的控制输入；ui+1(k)表示第i+1次迭代k时刻的控制输入；ΔT表示采样周期；ei(k)＝yd(k)‑yi(k)是第i次迭代k时刻的跟踪误差；yi(k)表示第i次迭代k时刻的控制输出；yd(k)表示第i次迭代k时刻的期望输出；L1(k)、L2(k)和L3(k)为学习增益矩阵，且满足||L1(k)||≤bL1，||L2(k)||≤bL2，||L3(k)||≤bL3，bL1bL2bL3＞0；学习增益Q为正常数，且满足||e‑Qk||≤bQ，bQ>0；h≤k≤n；h表示初态误差修正的过渡时间；bL1表示学习增益矩阵L1(k)的上确界；bL2表示学习增益矩阵L2(k)的上确界；bL3表示学习增益矩阵L3(k)的上确界。