基于干擾觀測(cè)器的多機(jī)器人滑模編隊(duì)控制.pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，多機(jī)器人協(xié)作技術(shù)成為一個(gè)重要研究方向，編隊(duì)控制作為協(xié)作技術(shù)研究的基礎(chǔ)，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者高度的關(guān)注。由于負(fù)載變化、參數(shù)攝動(dòng)及外部擾動(dòng)等諸多不確定性都會(huì)影響編隊(duì)控制目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，因此針對(duì)受不確定性影響的多機(jī)器人編隊(duì)控制問(wèn)題成為國(guó)內(nèi)外研究的熱門課題。干擾觀測(cè)器作為一種提高不確定性系統(tǒng)魯棒性的有效手段，應(yīng)用于多機(jī)器人編隊(duì)控制中，可以有效的抑制不確定性對(duì)系統(tǒng)的影響，提高控制精度。本文針對(duì)多機(jī)器人編隊(duì)控制問(wèn)題，提出了基于干擾觀測(cè)器

2、的滑模控制策略。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)輪式移動(dòng)機(jī)器人的非完整特性進(jìn)行了分析，建立了非完整移動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型，分析了目前常用的四種編隊(duì)控制方法，選取領(lǐng)航-跟隨法，建立編隊(duì)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)編隊(duì)系統(tǒng)中存在的不確定性進(jìn)行了分類及分析。⑵介紹了干擾觀測(cè)器的基本概念，建立干擾觀測(cè)器的標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)典結(jié)構(gòu)圖，并對(duì)其性能進(jìn)行分析;針對(duì)一類具有不確定性的非線性系統(tǒng)，提出了基于干擾觀測(cè)器的干擾抑制方法，重點(diǎn)講述了非線性干擾觀測(cè)器的

3、設(shè)計(jì)原理，給出了觀測(cè)誤差的概念，并對(duì)其收斂性進(jìn)行分析。⑶以編隊(duì)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型為控制對(duì)象，在只考慮匹配不確定性的情況下，提出了常規(guī)滑模、二階滑模和積分滑模三種控制方法，闡述了控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程、參數(shù)選取原則以及控制方法的穩(wěn)定性分析，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了三種滑?？刂频挠行砸约皩?duì)匹配不確定性的不變性。⑷針對(duì)滑模控制無(wú)法抑制的非匹配不確定性問(wèn)題以及滑?？刂浦写嬖诘亩墩駟?wèn)題，提出了基于非線性干擾觀測(cè)器的控制策略。在不確定性上界未知的假設(shè)條件下，采