[發明專利]一種輪式移動機器人的運動分段控制方法

無效

• 申請號: 201410176909.2
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103926839A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 尹曉紅;楊燦;闞君武
• 申請（專利權）人: 浙江師范大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種輪式移動機器人的運動分段控制方法，其特征在于，步驟為：

(1)集成基于生物激勵神經動力學模型、基于能量優化模型和基于模型預測控制模型三種軌跡跟蹤運動控制策略；

(2)根據反饋得到的當前實際位姿和由路徑規劃算法給定的參考位姿計算出當前的位姿誤差矢量；

(3)根據當前輪式移動機器人運動所處的階段選擇控制策略：如果處在跟蹤初期，則選用基于生物激勵神經動力學模型的軌跡跟蹤控制策略；如果處在跟蹤中段，則選用基于能量優化模型的軌跡跟蹤控制策略；如果處在跟蹤后期，則選用基于模型預測控制模型的軌跡跟蹤控制策略。

2.根據權利要求1所述的輪式移動機器人的運動分段控制方法，其特征在于，所述基于生物激勵神經動力學模型的軌跡跟蹤策略的步驟為：

(1.1)考慮到誤差矢量X_e中的姿態角誤差θ_e對速度跳變影響較小，暫不對其做處理，僅將X與Y軸方向的位置誤差x_e與y_e通過生物激勵神經動力學模型進行改進，輸出兩個對應的虛擬控制量σ_x和σ_y；

以σ_x為例，所述生物激勵神經動力學模型為下式：

dσx(t)dt=-Aσx(t)+(B-σx(t))(1+[xe]+)zonx(t)-(D+σx(t))(1+[xe]-)zoffx(t)]]>

dzonx(t)dt=α(β-zonx(t))-γ(1+[xe]+)zonx(t)]]>

dzoffx(t)dt=α(β-zoffx(t))-γ(1+[xe]-)zoffx(t)]]>

其中，A、B、D、α、β和γ均為正常數；非線性超閾值函數[x_e]⁺＝max{x_e，0}，[x_e]^－＝max{-x_e，0}。

同理，可獲得σ_y；

(1.2)改進后的位置誤差σ_x、σ_y和原來的姿態角誤差θ_e，以及給定的參考速度[v_r?ω_r]^T一起作為路徑跟蹤運動學控制器的輸入，輸出輪式移動機器人的期望速度q_d＝[v_d?ω_d]^T。