[發明專利]采用自抗擾控制技術的AGV磁導航控制方法

有效

• 申請號: 201810003458.0
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108196545B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 邢科新;林葉貴;張文安
• 申請（專利權）人: 浙江同筑科技有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種采用自抗擾控制技術的AGV磁導航控制方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

步驟1)、通過分析，取AGV兩后輪軸的中點為車體的參考中心，則可用P＝[x y θ]^T表示它的一個位姿，其中x、y、θ分別表示車體中心的全局坐標和車體方位角；路徑規劃算法根據采集的信息規劃AGV自動導航小車運動信息并給出參考位姿為P_r＝[x_r y_r θ_r]^T；v表示車體的線速度控制量，w表示車體角速度量；

AGV的位姿P＝[x y θ]^T是關于t的一個微分方程，分別表示位姿p的速度分量，則限速AGV運動的約束方程用式(1)、(2)描述：

AGV的運動學方程為：

式中，是一個Jacobian矩陣；

步驟2)設計擴張狀態觀測器，估計出AGV自動導航小車的角度及其微分以及總和擾動；

步驟3)設計帶有擴張狀態觀測器的AGV磁導航自抗擾控制器，實現AGV磁導航的跟蹤精度；

所述步驟2)中，擴張狀態觀測器設計過程包括：

2.1)設計擴張狀態觀測器

用于估計AGV自動導航小車的角度及其微分以及總和擾動具有如下形式：

其中，e為AGV自動導航小車角度過渡過程跟蹤值與實際角度值之差，即AGV自動導航小車角度誤差量，是對AGV自動導航小車角度θ的估計，是對AGV自動導航小車角度微分的估計，Z_θ是對AGV自動導航小車角度通道總和擾動的估計；fal(e,0.05,δ)為非線性函數，如式(5)所示，β₀₁、β₀₂、β₀₃為一組待整定的參數；

其中，a為冪指數，δ為線性段的區間長度，sign()為符號函數，表達式如 式(6)所示：

2.2)對總和擾動引起的不確定性的估計

參照式(4)，所設計的擴張狀態觀測器可對AGV自動導航小車的角度及其微分以及總和擾動進行估計；采用擴張狀態觀測器可將AGV自動導航小車通道存在的總和擾動進行估計；

所述步驟3)中，對AGV自動導航小車的總和擾動的補償過程如下：

3.1)設計跟蹤微分器是將路徑規劃算法得到的參考位姿x_r、y_r、θ_r，獲得參考位姿的跟蹤值及其微分信號同時獲得實際位移的跟蹤值及其微分值將跳變的位移信號平滑化，防止產生超調，式(7)給出跟蹤微分器的具體形式：

其中，r為快速跟蹤因子，x₀為跟蹤輸入信號，x₁為x₀的跟蹤值，x₂為x₀的微分；

3.2)總和擾動引起的控制系統不確定性補償和控制律設計，此過程得到六個誤差量，即

經過線性組合可計算出控制量u₀，計算過程如式(8)所示：

在得到的控制量u₀中減去Z_θ/b₀得到新的控制量，補償總和擾動引起的不確定性。