基于LMI的移動(dòng)機(jī)器人魯棒控制研究.pdf

1、如果將機(jī)器人看作是一種能夠擴(kuò)展人類工作能力的有效工具,那么人類在認(rèn)識(shí)和改造世界的過(guò)程中就不能沒(méi)有機(jī)器人.移動(dòng)機(jī)器人是機(jī)器人家族中的一個(gè)重要分支,也是進(jìn)一步擴(kuò)展機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的重要研究發(fā)展方向,因此對(duì)移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的研究,一直都得到普遍關(guān)注.該文針對(duì)近年來(lái)在移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制方面的熱點(diǎn)問(wèn)題——非完整約束輪式移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題和干擾抑制問(wèn)題——進(jìn)行了深入和細(xì)致的研究.前者因?yàn)橐苿?dòng)機(jī)器人系統(tǒng)存在非完整約束,而使其運(yùn)動(dòng)控制具有極大的挑

2、戰(zhàn)性;后者則由于存在各種不確定性給所研究的問(wèn)題帶來(lái)許多困難.主要研究結(jié)果如下:1.基于一類具有非完整約束的輪式移動(dòng)機(jī)器人,建立了該種移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)模型,并通過(guò)狀態(tài)反饋線性化方法對(duì)其進(jìn)行了線性化處理,此模型可用于移動(dòng)機(jī)器人的跟蹤控制.2.輪式移動(dòng)機(jī)器人的控制問(wèn)題由于存在非完整運(yùn)動(dòng)約束而極富挑戰(zhàn)性.利用魯棒H<'∞>控制理論中的LMI方法,給出系統(tǒng)穩(wěn)定性判據(jù)和輸出反饋H<'∞>控制器存在的條件,同時(shí)給出H<'∞>控制器的設(shè)計(jì)方法.3.H<

3、'∞>控制器的階次通常都比較高,在工程實(shí)踐中出于對(duì)硬件實(shí)現(xiàn)性和軟件可靠性等方面的考慮,往往希望控制器的階次低一些.基于LMI方法給出降階H<'∞>控制器存在的條件,同時(shí)給出降階H<'∞>控制器的設(shè)計(jì)方法.4.觀測(cè)器型控制器由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和物理意義明確而受到廣泛重視.針對(duì)具有外部干擾的不確定性系統(tǒng),提出基于LMI的觀測(cè)器型H<'∞>控制器設(shè)計(jì)方法.5.將以上控制器的設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于一類移動(dòng)機(jī)器人控制器設(shè)計(jì)中,仿真結(jié)果表明該方法的有效性和合理