移动机器人轨迹跟踪系统的典型抗干扰控制方法研究

来源 :重庆邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:menxiaolong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
移动机器人在自动化、灵活性和安全性三个方面的独特优势使其被广泛应用到3C电子、物流、汽车制造等诸多领域,轨迹跟踪控制作为移动机器人的核心技术之一,获得了许多研究学者的关注。移动机器人作为一个复杂的非线性系统,受到动态耦合、外部干扰和参数不确定性等扰动的影响。上述这些因素对高精度、强鲁棒控制系统的设计带来了巨大的困难。为了解决上述问题,本文进行了如下研究工作:(1)针对车轮存在侧向滑动和纵向滑动问题,研究了运动学系统抗干扰问题,并且设计了一种线性自抗扰控制器。首先,建立了受扰下的运动学模型;然后,采用扩张状态观测器估计系统扰动,并对扰动估计进行前馈补偿,构建反馈控制律;最后,实验结果验证了所提出控制方法的有效性。(2)上一部分研究了运动学控制系统的抗干扰问题,该部分对动力学控制系统的干扰抑制问题进行研究,提出了一种有限时间收敛的级联控制框架。首先,推导出了理想条件下的运动学模型和干扰下的动力学模型;然后,基于反演控制方法设计了运动学控制器。另外,基于有限时间控制方法设计了动力学控制器,该控制器由有限时间控制器和有限时间扰动观测器两部分组成。接着,验证了闭环系统的稳定性。最后,仿真对算法的优越性进行了验证。(3)前两部分研究的内容未同时考虑运动学和动力学系统存在扰动的情况,所以接下来对运动学和动力学系统的抗干扰问题展开研究,提出了一种基于连续滑模控制器和非线性扰动观测器的级联控制框架。首先,推导扰动条件下的运动学模型和动力学模型;然后,开发了两个非线性扰动观测器对运动学模型和动力学模型中的扰动进行估计;接着,基于干扰估计提出了级联连续滑模控制框架。最后,仿真和实验结果验证了所提控制算法的优越性。本文研究了移动机器人的轨迹跟踪系统的抗干扰问题,仿真和实验表明本文提出的控制方法能够显著地提高系统的鲁棒性和跟踪性能。
其他文献
信息技术迅速发展,企业中的数据迅速积累,企业的日常运营活动越来越依靠数据,数据已然成为企业发展最重要的资源之一,具有难以估量的价值。全球化的深入,电子商务不仅是日常生活中最常见的消费模式,还是一种重要的贸易形式,促进全球经济发展。电子商务平台企业收集用户个人数据,利用数据、挖掘数据价值促进企业发展。但是,电子商务平台企业中数据体量庞大、流动频繁,这使得电子商务平台企业在不断发展的同时还存在着数据流
学位
<正>作为服务业的重要组成部分,中国保险业一直保持着较高的增长速度,国家统计局数据显示,我国原保险保费收入从1994年的376亿元增长至2022年的44900亿元,增长达119.41倍,而同一时期的GDP增长仅为23.55倍。得益于如此高速的增长,我国已经成为全球排名第二的保险大国,保费收入在全球的占比迅速上升,预计在2030年达到18%。随着中国保险业的高速增长,保险深度和保险密度不断提升。保险
期刊
睾丸是雄性哺乳动物的生殖器官,其基本功能是产生精子和分泌雄激素。生产实际中睾丸大小可以作为家畜早期育种选择的有效途径。本文就睾丸发育过程进行简单阐述,此外,对睾丸大小生殖生物学意义进行阐述,以期为后期家畜育种提供有效的理论依据。
期刊
随着云计算和移动应用的高速发展,海量的计算任务和业务迁移使数据中心网络(Data Center Network,DCN)流量剧增,因链路负载不均衡导致的链路拥塞、数据包丢失的问题随之而来。软件定义网络(Software Defined Network,SDN)因其转控分离、编程控制的优势,以及能动态获取网络状态和实现精细化路由控制,为解决数据中心网络链路负载不均衡问题提供了新思路。SDN多控制器网
学位
近年来,教育部《教育信息化2.0行动计划》、《中国教育现代化2035》等国家战略的实施有效推动了人工智能与教育的深度融合,促进了课堂教学与学习环境的深刻变革。虚拟学习环境有机融合虚拟现实、人工智能、教育信息化、人机交互等多学科综合知识,成为智慧学习环境的高端形态。本文深入研究了虚拟学习环境几何建模、行为建模、物理建模、智能问答模型、人机交互等关键技术,面向控制理论教学实际需求,设计、开发了虚拟学习
学位
电子式电流互感器作为直流系统重要的测量设备,是保证直流系统安全稳定运行的基础。针对某±800 kV特高压换流站两起电子式电流互感器异常,通过比对激光器驱动电流、数据电平、环境温度等状态量,详细分析设备异常根本原因,并开展激光器供能光路损耗静态试验和远端模块高低温循环试验,从侧面验证分析结果的正确性。同时,在现场检查过程中还发现了电子式电流互感器在低温环境下光缆埋管深度不足、穿管排水不畅、远端模块性
期刊
数字孪生在土木工程建造领域尚未有充分理解,数字孪生模型构建尚处于探索阶段。从文献检索角度对数字孪生研究热度进行梳理,分析国内外数字孪生研究进展。概述数字孪生概念与数字孪生的6种概念模型,同时对在土木工程建造领域中的具体实践方式、架构模型、应用价值进行总结,最后提出数字孪生亟待解决的问题,即异构数据融合问题、数字孪生尺度问题、颗粒度保真度与计算复杂度间的矛盾,探求孪生系统与真实系统间的协同演进问题。
期刊
近二十年,无人机快速崛起,在人类社会的应用迅速普及,促进了生产发展、生产关系和生活方式加速变革,对社会发展发挥着重要作用,并反过来推动无人机自身的发展,社会力量和人才纷纷涌入无人机行业中。我国无人机在专利储备、专利成果转化为实际产品并商业化、市场化等方面均走在世界前列,以物美价廉、适应能力强、隐蔽性好和用户参与感强获得用户的喜爱,占据全球市场主导地位。本文介绍了无人机主要机构的专利技术储备和市场竞
期刊
21世纪以来,智能机器人发展迅速,为人们的生产生活带来了宝贵的财富。机械臂作为机器人的一种,可以代替人去完成焊接、组装、搬运等工作,可以从事危险且繁重的工作。而双机械臂可以通过相互之间的协作控制完成单机械臂无法完成的任务。本文围绕实验室两台AUBO六自由度机械臂运动学模型建立、基坐标系标定、运动空间求解以及路径规划,以协作手机电池装配为目标展开研究、设计和实验。首先,采用D-H连杆参数法对现有的A
学位
DC-DC降压转换器广泛用于提供各种工业系统中的输出电压,例如直流电动机驱动系统,风力发电系统,高压直流输电系统,光伏电力系统,混合电动汽车系统,电动车辆系统等。众所周知,DC-DC降压变换器是变结构非线性时变系统。降压变换器会受到负载扰动、输入电压波动扰动、参考电压突变扰动等扰动的影响,因此有必要设计一种具有较强抗干扰能力的DC-DC降压变换器控制方法。本文在大量阅读相关文献的基础上,分析了降压
学位