[發明專利]輪式機器人有限時間控制方法、系統、裝置及介質在審
| 申請號： | 202010869959.4 | 申請日： | 2020-08-26 |
| 公開（公告）號： | CN112068426A | 公開（公告）日： | 2020-12-11 |
| 發明（設計）人： | 王建暉;鞏琪娟;張春良;岳夏;馬燦洪;嚴彥成;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 |
| 地址： | 510006 廣東*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 輪式 機器人 有限 時間 控制 方法 系統 裝置 介質 | ||
1.一種輪式機器人有限時間控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
建立輪式機器人的動力學模型，并基于所述動力學模型得到跟蹤誤差模型；
將所述跟蹤誤差模型分解為角速度誤差系統和位置誤差系統；
對所述角速度誤差系統進行有限時間控制器設計；
基于反步法構造輸出的李亞普洛夫函數設計線速度控制器，所述線速度控制器使得所述位置誤差系統收斂有界；
根據所述有限時間控制器和所述線速度控制器，對所述輪式機器人進行軌跡控制。
2.根據權利要求1所述的輪式機器人有限時間控制方法，其特征在于：基于齊次性理論對所述角速度誤差系統進行有限時間控制器設計。
3.根據權利要求1或者2中任一項所述的輪式機器人有限時間控制方法，其特征在于，所述并基于所述動力學模型得到跟蹤誤差模型這一步驟，其具體包括：
獲取參考輸入控制信號；
根據所述動力學模型確定所述輪式機器人的位姿矢量；
根據所述位姿矢量和所述參考輸入控制信號，得到所述輪式機器人的微分控制方程；
根據所述微分控制方程得到所述跟蹤誤差模型。
4.根據權利要求3所述的輪式機器人有限時間控制方法，其特征在于，所述將所述跟蹤誤差模型分解為角速度誤差系統和位置誤差系統這一步驟，其具體包括：
確定所述輪式機器人的角速度誤差狀態量，并基于所述角速度誤差狀態量和所述動力學模型確定所述角速度誤差系統；
確定所述輪式機器人的坐標誤差狀態量，并基于所述坐標誤差狀態量和所述跟蹤誤差模型確定所述位置誤差系統。
5.一種輪式機器人有限時間控制系統，其特征在于，包括：
建立模塊，用于建立輪式機器人的動力學模型，并基于所述動力學模型得到跟蹤誤差模型；
分解模塊，用于將所述跟蹤誤差模型分解為角速度誤差系統和位置誤差系統；
第一設計模塊，用于對所述角速度誤差系統進行有限時間控制器設計；
第二設計模塊，用于基于反步法構造輸出的李亞普洛夫函數設計線速度控制器，所述線速度控制器使得所述位置誤差系統收斂有界；
控制模塊，用于根據所述有限時間控制器和所述線速度控制器，對所述輪式機器人進行軌跡控制。
6.根據權利要求5所述的輪式機器人有限時間控制系統，其特征在于：所述第一設計模塊于齊次性理論對所述角速度誤差系統進行有限時間控制器設計。
7.根據權利要求5或者6中任一項所述的輪式機器人有限時間控制系統，其特征在于，所述建立模塊具體用于：
獲取參考輸入控制信號；
根據所述動力學模型確定所述輪式機器人的位姿矢量；
根據所述位姿矢量和所述參考輸入控制信號，得到所述輪式機器人的微分控制方程；
根據所述微分控制方程得到所述跟蹤誤差模型。
8.根據權利要求7所述的輪式機器人有限時間控制系統，其特征在于，所述分解模塊具體用于：
確定所述輪式機器人的角速度誤差狀態量，并基于所述角速度誤差狀態量和所述動力學模型確定所述角速度誤差系統；
確定所述輪式機器人的坐標誤差狀態量，并基于所述坐標誤差狀態量和所述跟蹤誤差模型確定所述位置誤差系統。
9.一種輪式機器人有限時間控制裝置，其特征在于，包括：
至少一個處理器；
至少一個存儲器，用于存儲至少一個程序；
當所述至少一個程序被所述至少一個處理器執行，使得所述至少一個處理器實現如權利要求1-4任一項所述的輪式機器人有限時間控制方法。
10.一種計算機可讀存儲介質，其中存儲有處理器可執行的指令，其特征在于：所述處理器可執行的指令在由處理器執行時用于實現如權利要求1-4中任一項所述的輪式機器人有限時間控制方法。
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