不确定轮式移动小车自适应扰动抑制控制

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自适应控制系统(Adaptive Control System)是一种在系统参数未知或系统参数易受到环境等其他因素影响时采用的一种自调节控制系统。它可以有效地抑制干扰和一些不确定因素,应用于航空、航天、航海、无人驾驶等多个领域,因此对自适应扰动抑制控制系统的进一步研究很有必要。随着移动机器人系统的发展和应用,移动小车控制系统越来越受到人们的关注,针对移动小车的自适应扰动抑制系统设计具有较高理论与应用价值。本文研究的是一类轮式移动小车系统在测量误差、内部不确定性和外部干扰等干扰下的自适应抗干扰鲁棒轨迹跟踪控制问题。由于系统不确定性以及外界扰动未知,提出利用自适应技术的控制方案来估计扰动以及不确定性的界以消除影响,并在此基础上提出了扰动抑制控制方案,分别构造了运动控制和动态控制策略。利用李雅普诺夫稳定性理论,在扰动存在情况下,分别实现了期望轨迹的有界跟踪和移动小车辅助方位角速度和前进速度的渐近跟踪。并将在运动控制过程中产生辅助的前进速度和角速度作为期望的速度信号,来构造基于自适应补偿控制技术的移动小车动态控制输入(即力矩)。然后,本论文先以移动小车系统为仿真对象,利用MATLAB软件仿真和电路仿真工具MULTISIM给出在系统不确定和扰动作用情况下的仿真结果,验证所提出方法的有效性。最后将本文提出的自适应扰动抑制控制策略和变结构控制策略对比,通过仿真比较,可以发现本文提出的控制策略在跟踪和稳定性上有更好效果,从而进一步证实本文提出的自适应扰动控制策略研究的必要性。
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