[發明專利]智能小車的軌跡跟蹤控制方法、系統、裝置及介質

在審

• 申請號: 202010835187.2
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN112068425A
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 王建暉;鞏琪娟;譚家輝;嚴彥成;馬燦洪;林佩琪;張燁
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 常柯陽

本發明公開了一種智能小車的軌跡跟蹤控制方法、系統、裝置及介質，方法包括：獲取第一智能小車模型和第二智能小車模型；根據所述第一智能小車模型確定第一控制器，所述第一控制器為結合反演控制與滑模控制的控制器；根據所述第二智能小車模型確定第二控制器，所述第二控制器為自適應控制器；通過所述第一控制器和所述第二控制器生成自適應參數；將所述自適應參數應用到所述第一控制器中，獲取對智能小車的軌跡跟蹤結果。本發明通過第一控制器和第二控制器來生成自適應參數，然后基于自適應參數來對智能小車進行軌跡跟蹤，實現了智能小車在含有不確定參數情況下的軌跡跟蹤，提高了軌跡跟蹤的準確性，可廣泛應用于智能控制技術領域。

技術領域

本發明涉及智能控制技術領域，尤其是一種智能小車的軌跡跟蹤控制方法、系統、裝置及介質。

背景技術

隨著智能小車的發展，輪式移動機器人的控制問題越來越受到關注，尤其是小車的軌跡跟蹤控制。小車的軌跡跟蹤控制是指通過智能小車所處的位置與姿態來跟蹤預先設定的目標軌跡上小車的位置與姿態。以三輪結構的智能小車為例，其模型屬于輸入少于輸出的非線性系統，在現實環境中容易受到未知擾動以及自身參數變化等不確定因素。因此針對含不確定參數的小車軌跡跟蹤運動控制已經成為國內外研究的熱點。

相關技術對于移動機器人軌跡跟蹤控制器的設計，只能實現不考慮現實摩擦，負載，空氣阻力等未知不確定因素下的軌跡跟蹤控制，準確性較低。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供一種準確性較高的智能小車的軌跡跟蹤控制方法、系統、裝置及介質，以實現了智能小車在含有不確定參數情況下的軌跡跟蹤。

本發明的第一方面提供了一種智能小車的軌跡跟蹤控制方法，包括：

獲取第一智能小車模型和第二智能小車模型，所述第一智能小車模型為確定參數的智能小車模型，所述第二智能小車模型為不確定參數的智能小車模型；

根據所述第一智能小車模型確定第一控制器，所述第一控制器為結合反演控制與滑模控制的控制器；

根據所述第二智能小車模型確定第二控制器，所述第二控制器為自適應控制器；

通過所述第一控制器和所述第二控制器生成自適應參數；

將所述自適應參數應用到所述第一控制器中，獲取對智能小車的軌跡跟蹤結果。

在一些實施例中，所述方法還包括：

獲取智能小車動力學模型；

根據所述智能小車動力學模型，通過智能小車的平面坐標變換公式，確定智能小車的誤差模型。

在一些實施例中，所述根據所述第一智能小車模型確定第一控制器，包括：

根據李雅普洛夫穩定性定理和滑模控制理論，通過所述第一智能小車模型進行軌跡跟蹤，得到第一結果；

通過準滑模控制方法對所述第一結果進行處理，將非連續切換控制轉換為連續化控制；

通過所述連續化控制，確定第一控制器。

在一些實施例中，所述根據所述第二智能小車模型確定第二控制器，包括：

向所述第二智能小車模型加入自適應參數，生成自適應控制律；

根據所述自適應控制律以及已知參數條件下的反演滑模控制器，生成智能小車自適應參數；

根據所述智能小車自適應參數進行軌跡跟蹤，生成第二控制器。

在一些實施例中，所述獲取智能小車動力學模型，包括：

獲取所述智能小車在直角坐標系的橫坐標和縱坐標；

獲取所述智能小車的朝向角；