双轮差速移动机器人轨迹跟踪混合控制算法研究

简介

针对双轮差速移动机器人轨迹跟踪问题，提出一种基于前馈运动学和带有干扰观测器的解耦动力学的混合控制算法。首先，对双轮差速移动机器人的运动学、动力学以及位姿误差进行数学建模。其次，为保证移动机器人轨迹跟踪的快速收敛，采用前馈控制并结合位姿误差设计出运动学控制器；为保证移动机器人在速度上的跟踪性能，采用前馈解耦补偿器，加入干扰观测器，运用具有积分链式结构的微分器，设计出动力学控制器；将动力学控制器加入到运动学控制器中，设计了前馈运动学和带有干扰观测器的解耦动力学的混合控制器，并用Lyapunov函数直接法证明了系统的收敛性和稳定性。最后，通过仿真和样机验证，机器人稳定运行时左右摆差可达±9mm，证明了该混合控制算法的有效性和可行性。