本發明公開了一種考慮阻力的移動機器人反演滑?？刂品椒ǎ唧w按照以下步驟實施：步驟1，建立移動機器人的動力學模型；步驟2，根據動力學模型建立系統的狀態方程；步驟3，對移動機器人進行反演滑?？刂?。本發明方法的優點為(1)提高了系統模型的精度；(2)簡化了移動機器人在控制過程中的計算；(3)在保證系統響應速度的情況下，提高了系統對速度的跟蹤精度，在很大程度上提高了系統對移動機器人轉向角的跟蹤精度。

技術領域

本發明屬于移動機器人控制技術領域，具體涉及一種考慮阻力的移動機器人反演滑?？刂品椒?。

背景技術

近年來，由于控制方法不斷發展與完善，其應用范圍也越來越廣，尤其智能控制算法的引入，使得控制技術有了巨大發展?，F有的技術運用了反演控制，魯棒控制等方法來對系統進行控制，也有不少學者將神經網絡等智能控制方法引入到移動機器人的控制中來。隨后，他們將傳統的控制方法進行結合，使得控制方法之間相互彌補。然而，上面所用的方法對移動機器人在運動過程中受到的阻力是不予考慮的，而在實際中移動機器人在運動過程中受到的阻力是不可避免的，這也影響了系統的控制精度。雖然他們都通過一定的辦法來補償系統的誤差，但這也使得系統的復雜程度增加，計算量增大，對系統響應的實時性產生一定的影響，如何簡化計算，保證系統的實時性的同時，提高移動機器人對速度、轉向角等的跟蹤精度是一個急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種考慮阻力的移動機器人反演滑?？刂品椒ǎ摲椒梢院喕艘苿訖C器人在控制過程中的計算，保證系統的實時性的同時，提高移動機器人對速度、轉向角等的跟蹤精度。

本發明所采用的技術方案是，一種考慮阻力的移動機器人反演滑?？刂品椒?，具體按照以下步驟實施：

步驟1，建立移動機器人的動力學模型；

步驟2，根據動力學模型建立系統的狀態方程；

步驟3，對移動機器人進行反演滑模控制。

本發明的特點還在于，

步驟1中建立的動力學模型，力和力矩平衡方程如下：

其中：M_r＝F_rl；M_l＝F_ll；M_fr＝f_rl；M_fl＝f_ll；M_fl為移動機器人左側受到的阻力矩；M_fr為移動機器人右側受到的阻力矩；f_l為移動機器人左側受到的阻力；f_r為移動機器人右側受到的阻力，r為車輪的半徑；j為移動機器人繞z軸的轉動慣量；β為移動機器人的轉動角加速度；a為移動機器人的加速度；F_l為左側所需的驅動力；F_r為右側所需的驅動力；M為移動機器人質量；l為移動機器人左右輪中心線之間的距離。

步驟2中建立的系統的狀態方程如下：

其中：分別是移動機器人的加速度，轉動角速度和轉動角加速度，為系統的輸出；c為其旋轉阻尼系數；μ為放大系數；u_l為機器人左側的驅動輸入力矩；u_r為機器人右側的驅動輸入力矩；

令

將系統狀態方程簡化為：

步驟3具體按照以下步驟實施：

步驟3.1，針對移動機器人的速度采用反演控制策略，得到控制輸入u₁；

步驟3.2，針對移動機器人的轉向角采用反演滑模控制策略，得到控制輸入u₂。