為提高農(nóng)用履帶機(jī)器人智能化程度,設(shè)計(jì)并搭建由雙側(cè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人軌跡跟蹤控制系統(tǒng)。在履帶機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一種融合Lyapunov方法和反演滑模技術(shù)的軌跡跟蹤控制律,并基于運(yùn)動(dòng)學(xué)約束,給出對(duì)應(yīng)修正控制律。利用Simulink搭建軌跡跟蹤仿真系統(tǒng),結(jié)果表明,3種控制律均達(dá)到控制效果,而新提出的融合控制律收斂效果優(yōu)于其他兩種控制律。由電機(jī)控制器、南方S82RTK-GPS移動(dòng)站、北微傾角傳感器、上位機(jī)等組成軌跡跟蹤控制系統(tǒng),并運(yùn)用融合控制律開展試驗(yàn)。實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果表明,機(jī)器人在3種不同參考軌跡下,均可實(shí)現(xiàn)軌跡跟蹤控制目標(biāo),驗(yàn)證控制系統(tǒng)有效性和可靠性。

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【部分圖文】：

圖9圓形跟蹤誤差變化

圖8圓形軌跡跟蹤5.4田間軌跡跟蹤試驗(yàn)

圖1運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及軌跡誤差模型

由此建立全局坐標(biāo)系下機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型為:其中，線速度v和角速度ω由兩側(cè)履帶速度及其中心距決定，兩側(cè)履帶速度由兩側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)比和驅(qū)動(dòng)輪半徑共同決定，則有：

圖2直線軌跡跟蹤仿真

由圖2可知，3種控制律均使誤差得到收斂并成功跟蹤參考軌跡，其中融合控制律控制效果明顯優(yōu)于基于Lyapunov方法控制律和反演滑模控制律，3種控制律在穩(wěn)定后xe、ye、θe均<0.01。5試驗(yàn)結(jié)果與分析

圖3控制器結(jié)構(gòu)

該型農(nóng)用履帶機(jī)器人用于設(shè)施農(nóng)業(yè)犁耕作業(yè)環(huán)境時(shí)，為保證足夠驅(qū)動(dòng)力矩，減速器減速比i為50。其驅(qū)動(dòng)電機(jī)最大轉(zhuǎn)速Nmax為25r·s-1，最大加速度Mmax為25r·s-2，驅(qū)動(dòng)輪半徑為0.2m，機(jī)體寬度L為0.7m，履帶寬度d為0.25m，根據(jù)式（19～20），選取最大線速....

本文編號(hào)：3950192