近年來(lái)非完整約束移動(dòng)機(jī)器人在軍事、科技、生產(chǎn)、生活中受到了廣泛的關(guān)注,然而,移動(dòng)機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中,一方面存在執(zhí)行器飽和約束問(wèn)題,另一方面系統(tǒng)存在模型不確定性和未知干擾。為了使移動(dòng)機(jī)器人能夠按照期望軌跡運(yùn)動(dòng)到需要執(zhí)行任務(wù)的區(qū)域,就需要研究如何在復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行精確地軌跡跟蹤控制。針對(duì)以上問(wèn)題,本文使用模型預(yù)測(cè)控制的方法,進(jìn)行了移動(dòng)機(jī)器人軌跡跟蹤控制的相關(guān)研究,論文的主要研究工作如下:首先,針對(duì)非完整移動(dòng)機(jī)器人存在執(zhí)行器飽和約束問(wèn)題,提出了基于模型預(yù)測(cè)控制的軌跡跟蹤控制策略。考慮移動(dòng)機(jī)器人在不存在干擾的情況下,提出了模型預(yù)測(cè)控制的方法使得移動(dòng)機(jī)器人能夠?qū)⒖架壽E進(jìn)行跟蹤。為了證明模型預(yù)測(cè)控制在有限預(yù)測(cè)時(shí)域內(nèi)的穩(wěn)定性問(wèn)題,提出了局部控制器,利用局部控制器計(jì)算出終端代價(jià)函數(shù)和終端域,通過(guò)Lyapunov函數(shù)證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其次,針對(duì)實(shí)際系統(tǒng)中存在持續(xù)未知干擾的軌跡跟蹤控制問(wèn)題,設(shè)計(jì)了基于擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器的模型預(yù)測(cè)控制,實(shí)現(xiàn)了存在外部干擾的移動(dòng)機(jī)器人軌跡跟蹤控制�？紤]移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)中存在的未知干擾,提出擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器,實(shí)現(xiàn)干擾觀測(cè),根據(jù)名義誤差系統(tǒng),提出了基于模型預(yù)測(cè)控制的軌跡跟蹤控制,將優(yōu)化... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

模型預(yù)測(cè)控制示意圖

第2章基于模型預(yù)測(cè)控制的移動(dòng)機(jī)器人軌跡跟蹤控制-11-圖2-3誤差校正示意圖2.3.2控制器設(shè)計(jì)將跟蹤誤差系統(tǒng)式(2-9)進(jìn)行離散化得：ere1erre2ee(1)1()0()0()(1)()1()()00()(1)001()0xkTkxkTukykTkTkykukkkT(2-10)式中，T為采樣周期。離散跟蹤誤差系統(tǒng)式(2-10)一般形式可以寫(xiě)為：(1)()()eekAekBuk(2-11)滿(mǎn)足約束minmaxemineemax()()kkeeeuuu式中，mine和maxe分別表示狀態(tài)量的最小值和最大值，eminu和emaxu分別表示控制量的最小值和最大值。對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人軌跡跟蹤控制，根據(jù)系統(tǒng)當(dāng)前時(shí)刻k的狀態(tài)量，通過(guò)在線求解優(yōu)化問(wèn)題，獲得控制輸入eeeU(k){u(k|k),,u(kN-1|k)}。由于實(shí)際系統(tǒng)中存在各種不同的約束，例如執(zhí)行器飽和約束等。因此，在設(shè)計(jì)控制器時(shí)考慮控制輸入約束和狀態(tài)量約束。跟蹤誤差系統(tǒng)式(2-11)的優(yōu)化問(wèn)題表示如下：

【參考文獻(xiàn)】：
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