买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：重庆科技学院

摘要：本发明涉及移动机器人轨迹跟踪控制技术领域，具体公开了一种基于ESO的移动机器人双闭环滑模轨迹跟踪控制系统，包括运动学控制器、变量转换器、IFPRRL滑模控制器、扩展状态观测器ESO、驱动电机、方位反馈模块。在进行轨迹跟踪时，首先给出期望位置xd、yd，随后根据方位反馈模块实时反馈的实际位置求出期望位置与实际位置的误差ex、ey，并通过运动学控制器得到此时移动机器人的期望线速度vd与期望角速度ωd，通过控制驱动电机跟随vd与ωd，形成外环闭环控制，内环闭环控制采用IFPRRL滑模控制器，并通过ESO观测扰动，能够有效控制驱动电机跟随vd、ωd，最终形成双闭环控制系统。本系统能够在提升到达时间的前提下，继续保持低抖振的优势，鲁棒性强。

主权项：1.一种基于ESO的移动机器人双闭环滑模轨迹跟踪控制系统，其特征在于，包括运动学控制器、变量转换器、IFPRRL滑模控制器、扩展状态观测器、驱动电机、方位反馈模块；所述方位反馈模块用于向所述运动学控制器反馈当前移动机器人的实时方位，包括实际方向和实际位置；所述运动学控制器用于根据接收的实际方位、给出的期望位置，通过设计的位置控制律和姿态控制律，计算出期望线速度与期望角速度；所述变量转换器用于将所述期望线速度与期望角速度转换为移动机器人的左右轮期望转速；所述扩展状态观测器用于根据当前所述驱动电机输出的左右轮实际转速、受到的不确定性扰动及所述IFPRRL滑模控制器输出的左右轮期望驱动电压，计算所述不确定性扰动的观测值；所述IFPRRL滑模控制器用于根据所述左右轮期望转速、所述左右轮实际转速、所述不确定性扰动的观测值，结合设计的分数幂次趋近律计算作用于所述驱动电机的左右轮期望驱动电压；将所述驱动电机的传递函数写成状态空间方程形式如下： 其中，中间变量ut为左右轮实际驱动电压，x1和x2分别为驱动电机的左右轮实际转速和左右轮实际转动加速度，Ra为驱动电机电枢回路总电阻，La为主电路以及接入其中的其它电感的总电感，J是电机转子和电机负载的转动惯量，B为整个机械旋转系统的阻尼常数，kv是由永磁体的磁通密度、转子绕组的数目以及铁芯的物理性质决定的速度常数，kt是由永磁体的磁通密度、转子绕组的数目以及铁芯的物理性质决定的力矩常数；定义新的状态变量得到新的状态空间方程： 其中，dt表示不确定性扰动；所述扩展状态观测器设计为： 其中：分别是对状态变量的估计值，β1、β2、β3为可调节的状态观测器参数，通过求解得到不确定性扰动dt的观测值可调节的状态观测器参数表示为： 其中，ωo＞0表示扩展状态观测器的带宽；所述IFPRRL滑模控制器的滑模面函数s4设计为： 其中，误差ne＝x1d-x1，其中x1d代表左轮期望转速或右轮期望转速，调节系数c1满足Hurwitz条件，即c10；所述IFPRRL滑模控制器的分数幂次趋近律设计为： 其中，调节系数0＜σ＜0.1,k＞0,ε＞0；将该分数幂次趋近律的趋近过程描述如下：1在控制初期，|s4|最大，最大，以最大速率向滑模面运动；2在控制中期，当时，趋近速率与指数趋近率相当；3在控制后期，|s4|逐渐减小，趋近于1，进一步变小，延缓趋近速率，平稳达到滑模面；所述IFPRRL滑模控制器计算左右轮期望驱动电压的滑模控制律设计为： 其中，udt表示左右轮期望驱动电压，参数上方带两个圆点表示二阶求导。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 重庆科技学院 一种基于ESO的移动机器人双闭环滑模轨迹跟踪控制系统