一种质心不确定移动机器人的几何路径跟踪方法技术

本发明专利技术为机器人控制技术领域，具体为一种质心位置不确定移动机器人系统路径跟踪方法。首先加入临时路径，使机器人先从初始位置出发沿临时路径行进，当移动到期望路径上时，再让机器人跟踪期望路径。由于机器人仞始位置就在临时路径上，且只有当移动到期望路径附近时才跟踪期望路径，因此只需要针对小偏差情况设计一个模糊控制器即可。不管初始位置在何处，都可以设计出一个临时路径让机器人趋近期望路径，再完成期望路径的跟踪，从而实现任意初始点的路径跟踪。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术属于机器人控制
，涉及一种用于质心不确定的移动机器人的几何路径跟踪方法。
技术介绍
:机器人跟踪控制分为轨迹跟踪和路径跟踪.对于路径跟踪问题。当机器人质心恰好位于轮轴几何中心时的路径跟踪问题已有大量报道；当机器人质心不在轮轴几何中心，但位于两驱动轮的中轴线上时机器人的几何路径跟踪问题也有报道。众所周知，所设计的机器人最终是负载的，而负载的位置将直接影响整个机器人系统质心位置，通常情况下质心位置并不在两驱动轮的中轴线上，且其准确位置不好确定，假设机器人质心位于轮轴几何中心或两驱动轮的中轴线上，对负载机器人系统是不合适的。由于质心位置不好确定，所以负载移动机器人系统是一个典型的不确定非线性系统。由于模糊逻辑系统和神经网络高度的非线性逼近能力，可实现对不确定机器人系统的高精度跟踪。目前针对路径跟踪问题，模糊控制器多设计为双输入单输出结构，以位置偏差和位置偏差变化率或角度偏差和角度偏差变化率作为输入，以机器人角速度作为输出，针对位置或角度偏差处于不同区域(小、中、大)分别设计控制器。例如将角度偏差范围分为小(0-10度)、中(10-20度)、大(20度以上)三个区域，因为在每个采样周期，I度的变化对小偏差和大偏差两种情况有不同的影响，因此对于不同偏差范围，设计各自的模糊控制器。此类方法工作量大，不同区域的控制器设计不仅仅是简单地调整量化因子和比例因子，还涉及到论域的划分、隶属度函数的设定和规则库的建立。为克服以上技术的不足，本专利技术提出一种加入临时路径的质心位置不确定的移动机器人系统几何路径跟踪方法。加入临时路径后，不管初始位置在何处，都可以设计出一个临时路径让机器人趋近期望路径，再完成期望路径的跟踪，从而实现任意初始点的路径跟足示O
技术实现思路
:本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种加入临时路径的质心位置不确定的移动机器人系统几何路径跟踪方法，来提高机器人的精确控制。本专利技术所采用的技术方案是:加入临时路径的质心位置不确定的移动机器人系统几何路径跟踪方法，包括以下步骤:(I)质心位置不确定的移动机器人运动模型的建立。(2)临时路径设计。(3)模糊控制器设计。(4)实施方案.【附图说明】图1质心位于轮轴中轴线的机器人系统结构示意图图2期望路径为直线的临时路径设计示意图图3期望路径为圆的临时路径设计示意图(初始点在圆外)图4期望路径为圆的临时路径设计示意图(初始点在圆内)图5模糊控制系统结构示意图图6初始点在圆外的实施示意图图7初始点在圆内的实施示意图【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步说明。1.质心位置不确定的移动机器人运动模型的建立。图1中，两轮间距为d，P为两轮轴线中点，U1是P点前进速度，X3表示移动机器人相对轴X1的转角，七=i3为机器人角速度，U1和U2为控制量。C为机器人质心，由于负载等因素影响，质心C与P不重合，设L为点C与点P的距离，当质心位于两轮轴的前半部时，L为正，否则为负。图中所示L为负。Y表示机器人质心C偏离中轴线的角度，假设y e (-JI / 2，π /2)。移动机器人以质心C为参考点的运动学模型为 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种质心不确定移动机器人的几何路径跟踪方法，其特征在于首先加入临时路径，使机器人先从仞始位置出发沿临时路径行进，当移动到期望路径上时，再让机器人跟踪期望路径。

【技术特征摘要】
1.一种质心不确定移动机器人的几何路径跟踪方法，其特征在于首先加入临时路径，使机器人先从仞始位置出发沿临时路径行进，当移动到期望路径上时，再让机器人跟踪期望路径。2.根掘权利要求1所述的一种质心不确定移动机器人的几何路径跟踪方法，其特征在于先从初始位置出发沿临时路径行进，当移动到期望路径上时，再让机器人跟踪期望路...

【专利技术属性】
技术研发人员：师五喜，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：