吉林大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (03): 806-0810.

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移动机器人非线性前置追踪算法

葛连正,赵立军,李瑞峰,于殿勇   

  1. 哈尔滨工业大学 机电工程学院, 哈尔滨150001
  • 收稿日期:2008-05-15 修回日期:2008-07-15 出版日期:2010-05-01 发布日期:2010-05-01
  • 基金资助:

    “863”国家高技术研究发展计划项目(2007AA04Z221);机器人技术及系统国家重点实验室基金项目(SKLRS200802A02)

Nonlinear head pursuit tracking algorithm for mobile robots

GE Lian-zheng, ZHAO Li-jun, |LI Rui-feng, YU Dian-yong   

  1. School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001,China
  • Received:2008-05-15 Revised:2008-07-15 Online:2010-05-01 Published:2010-05-01

摘要:

针对移动机器人跟踪移动目标过程中速度过大问题而提出的前置追踪方法,将机器人导引到目标运动的前方,并沿着与目标相同的方向运动,从而在目标运动轨迹的前方捕获目标,但要求移动机器人的速度低于目标的速度。在建立了移动机器人和目标的前置追踪运动学模型的基础上,根据滑模变结构控制对系统干扰具有鲁棒性的特点,在目标机动加速度未知的情况下,以移动机器人的两后轮线速度为控制变量,提出了一种全局渐进稳定的非线性自适应变结构前置追踪算法。通过移动机器人对机动目标的追踪仿真验证了跟踪算法的有效性。

关键词: 自动控制技术, 移动机器人, 前置追踪, 鲁棒性, 自适应变结构控制

Abstract:

A head pursuit tracking method is proposed to reduce the speed of mobile robots during the course of tracking moving targets. The tracking law positions the mobile robot ahead of the target and to move along the target trajectory. Thus the robot can capture the target in front of the target trajectory, and the speed of the robot is required to be lower than that of the target. The tracking mathematical model of the mobile robot and the target is derived, and a nonlinear variable structure tracking algorithm is presented based on Lyapunov stability theory. Meanwhile an adaptive algorithm is proposed to estimate the uncertain acceleration of the target. Simulation results verify the tracking model and the effectiveness of the tracking algorithm.

Key words: automatic control technology, mobile robots, head pursuit, robustness, adaptive variable structure control

中图分类号: 

  • TP242.6
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