基于LMI的移动机器人鲁棒控制研究

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hhenry123
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如果将机器人看作是一种能够扩展人类工作能力的有效工具,那么人类在认识和改造世界的过程中就不能没有机器人。移动机器人是机器人家族中的一个重要分支,也是进一步扩展机器人应用领域的重要研究发展方向,因此对移动机器人运动控制的研究,一直都得到普遍关注。 本文针对近年来在移动机器人运动控制方面的热点问题——非完整约束轮式移动机器人的运动控制问题和干扰抑制问题——进行了深入和细致的研究。前者因为移动机器人系统存在非完整约束,而使其运动控制具有极大的挑战性;后者则由于存在各种不确定性给所研究的问题带来许多困难。主要研究结果如下: 1.基于一类具有非完整约束的轮式移动机器人,建立了该种移动机器人的运动模型,并通过状态反馈线性化方法对其进行了线性化处理,此模型可用于移动机器人的跟踪控制。 2.轮式移动机器人的控制问题由于存在非完整运动约束而极富挑战性。利用鲁棒H~∞控制理论中的LMI方法,给出系统稳定性判据和输出反馈H~∞控制器存在的条件,同时给出H~∞控制器的设计方法。 3.H~∞控制器的阶次通常都比较高,在工程实践中出于对硬件实现性和软件可靠性等方面的考虑,往往希望控制器的阶次低一些。基于LMI方法给出降阶H~∞控制器存在的条件,同时给出降阶H~∞控制器的设计方法。 4.观测器型控制器由于其结构简单和物理意义明确而受到广泛重视。针对具有外部干扰的不确定性系统,提出基于LMI的观测器型H~∞控制器设计方法。 5.将以上控制器的设计方法应用于一类移动机器人控制器设计中,仿真结果表明该方法的有效性和合理性。
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