基于差分進化算法的移動機器人新型滑模控制*

王 振，龐愛民，馬雙寶

(1.武漢紡織大學機械工程與自動化學院，武漢 430070；2.湖北省數字化紡織裝備重點實驗室，武漢 430070)

0 引言

輪式移動機器人由于結構簡單，運動靈活，具有工作空間不受限、工作環境多樣化等優點，在軍事應用領域和服務業中扮演著重要角色[1]，因此其軌跡跟蹤控制問題也受到國內外越來越多學者的青睞。目前，對輪式移動機器人軌跡跟蹤常用控制方法有PID控制法[2]、反演法[3]、滑?？刂品╗4]、自適應控制[5]以及模糊控制[6]和神經網絡控制[7]等智能控制方法。在各種控制方法中，滑模控制由于建構簡單、魯棒性強，被廣泛應用于輪式移動機器人軌跡跟蹤控制[8]。HAN等[9]針對輪式移動機器人采用內外雙閉環控制策略，提出一種改進后的雙冪次趨近律(IRLSM)，提高了移動機器人的軌跡跟蹤性能。萬軍等[10]對傳統PI控制進行改進，設計了移動機器人的全階滑模控制器，有效提搞了移動機器人的軌跡跟蹤精度。廖瑛等[11]提出了一種基于雙冪次組合函數趨近律的滑模控制方法，實現了有限時間內，滑模變量收斂到穩態誤差。高興泉等[12]基于粒子群算法，提出一種優化后指數趨近律，極大提高了移動機器人的控制性能。趙安等[13]提出一種動態冪次趨近律，克服了冪次趨近律收斂速度慢的缺點，但這種動態冪次趨近律由于參數較多，在參數選擇上依賴人工經驗，很難試湊出合適的控制參數，使控制效果不理想。

基于此，通過有效結合快速冪次趨近律和雙冪次趨近律的優點，引入雙曲正切函數，設計出一種新型的冪次趨近律，再采用差分進化算法對新型冪次趨近中的參數進行優化，最后得到一種魯棒性強，收斂速度快的新型冪次趨近律。……