四舵輪移動機器人運動控制：基本原理與應(yīng)用

1移動機器人概述(1)

1.1引言(1)

1.2移動機器人定義(1)

1.3移動機器人的傳感器(6)

1.3.1移動機器人常用傳感器分類(6)

1.3.2常用傳感器介紹(6)

1.4移動機器人的應(yīng)用場景(9)

參考文獻(13)

2四舵輪移動機器人運動學和動力學模型(16)

2.1概述(16)

2.2四舵輪移動機器人平臺模型(17)

2.3移動機器人運動學建模(19)

2.4移動機器人動力學建模(20)

參考文獻(21)

3基于運動學的多模式異步切換控制(23)

3.1問題描述(23)

3.2統(tǒng)一無顫振積分滑?？刂品椒?23)

3.3多模式匹配異步切換控制(28)

3.3.1多模式層級異步切換監(jiān)督判據(jù)(28)

3.3.2多模式層級異步切換邏輯準則(29)

3.3.3穩(wěn)定性和收斂性證明(31)

3.4效果分析(34)

參考文獻(42)

4基于動力學的多模式異步切換控制(45)

4.1問題描述(45)

4.2基于狀態(tài)觀測器的切換信號采樣機制(45)

4.2.1延時環(huán)境下多模式異步切換模型(45)

4.2.2切換系統(tǒng)指數(shù)穩(wěn)定狀態(tài)觀測器設(shè)計(47)

4.2.3離散時間切換信號采樣機制(48)

4.3采用外部信號的時變延時估計(49)

4.3.1外部信號辨識性分析(49)

4.3.2基于高階滑模的無偏延時估計(51)

4.4多模式異步切換控制器設(shè)計(53)

4.4.1延時的異步切換控制器分段設(shè)計(53)

4.4.2多模式異步切換過程穩(wěn)定性分析(54)

4.5效果分析(60)

4.5.1時變延時的結(jié)果估計(60)

4.5.2多模式異步切換仿真測試(61)

參考文獻(65)

5分數(shù)階自主避障跟蹤控制(67)

5.1問題描述(67)

5.2分數(shù)階耦合滑?？刂破髟O(shè)計(67)

5.2.1分數(shù)階微積分理論(67)

5.2.2分數(shù)階耦合滑?？刂坡稍O(shè)計(71)

5.2.3分數(shù)階耦合滑模控制參數(shù)整定(73)

5.2.4與現(xiàn)有控制方法比較(74)

5.3基于斥力場避障跟蹤控制器設(shè)計(74)

5.3.1基于斥力場的避障軌跡生成(74)

5.3.2穩(wěn)定性和收斂性證明(76)

5.4效果分析(81)

參考文獻(87)

6增益自調(diào)整魯棒控制(89)

6.1問題描述(89)

6.2超螺旋耦合滑?？刂破髟O(shè)計(89)

6.2.1考慮時變擾動的復合滑模面構(gòu)建(89)

6.2.2變增益超螺旋滑?？刂破髟O(shè)計(90)

6.2.3變增益超螺旋滑模控制器抗擾分析(96)

6.3非線性模型預測的控制器設(shè)計(97)

6.4分層控制器設(shè)計(98)

6.4.1集成控制器設(shè)計(98)

6.4.2控制參數(shù)選擇(99)

6.5效果分析(100)

參考文獻(103)

7擾動自補償解耦控制(105)

7.1問題描述(105)

7.2動力學模型解耦(105)

7.2.1逆系統(tǒng)解耦的存在性條件(105)

7.2.2四舵輪移動機器人橫向動力學模型逆系統(tǒng)解耦(107)

7.3多層模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的擾動估計(109)

7.4自補償擾動控制器設(shè)計(111)

7.4.1分數(shù)階滑模面構(gòu)建(111)

7.4.2超螺旋滑?？刂破髟O(shè)計(111)

7.4.3擾動自補償集成控制方案設(shè)計(113)

7.5效果分析(114)

7.5.1逆系統(tǒng)解耦測試(114)

7.5.2自補償擾動抑制仿真測試(114)

參考文獻(118)

8分布式力矩容錯分配(120)

8.1問題描述(120)

8.2執(zhí)行器驅(qū)動故障模型(120)

8.3基于模型預測控制的力矩分配(121)

8.4效果分析(124)

參考文獻(129)

9?？空`差迭代自補償(132)

9.1問題描述(132)

9.2手眼一體化位姿測量(132)

9.2.1目標姿態(tài)測量(134)

9.2.2相對姿態(tài)計算(135)

9.2.3?？空`差計算(136)

9.3停靠誤差離線預處理(136)

9.4基于迭代學習的誤差補償(138)

9.5效果分析(140)

9.5.1?？空`差測量(141)

9.5.2停靠誤差離線預處理(142)

9.5.3?？空`差迭代自補償(144)

參考文獻(148)