一種球形機器人的自適應魯棒軌跡跟蹤控制

于濤 楊昆 趙偉

摘要：針對一種不確定球形移動機器人的軌跡跟蹤問題，提出一種基于不確定性上界估計的自適應滑模控制策略。所提出的控制策略無需預知系統不確定性上界值，能夠利用自適應機制對不確定性上界進行在線估計。與已有控制方法相比，所提出的控制策略對于系統不確定性具有較好的適應性。分析球形機器人的非完整運動學約束，基于帶約束的拉格朗日方程建立系統的動力學模型，并利用零空間法和輸入變換對動力學方程進行簡化處理。基于所得系統運動模型，采用李亞普諾夫穩定性理論選取滑模控制律和參數自適應率。應用Barbalat引理證明系統滑動面的漸近穩定性，仿真和實驗結果表明所提出的控制策略具有良好的魯棒性和控制性能。

關鍵詞：球形機器人；軌跡跟蹤；自適應滑模控制；非完整約束