移动机器人数学模型近似线性化及反馈镇定

研究了非线性控制理论中的近似线性化方法在移动机器人控制上的应用问题。针对机器人控制领域中多输入多输出(MIMO)仿射非线性系统,研究了一种基于平衡流形的近似线性化算法,并用此算法解决了一类完整约束正交轮式全方位移动机器人(WMR)的镇定问题。仿真分析表明,此方法不仅能够实现系统的镇定,而且降低了因平衡工作点变动给系统稳定性带来的影响,同时也大大地简化了对非线性系统的综合设计过程,具有良好的控制效果和实用性。

To a MIMO nonlinear system,an approximate linearizing algorithm based on equilibrium manifold is derived and applied to a mobile robot with holonomic constraints. Analysis show that this algorithm can not only realize the system stability,but also decrease the influence caused by the fluctuation with equilibrium point. In addition,it can simplify the synthesis process to a nonlinear system. The simulation results show the efficiency of the method.

清华大学智能技术与系统国家重点实验室资助项目(0101);;中国科学院沈阳自动化研究所机器人学研究室资助项目(RL200110)