雙閉環滑模控制移動機器人的運動軌跡

馮巧紅

(滁州職業技術學院 電氣工程學院，安徽 滁州 239000)

移動機器人作為當今的智能化產品之一，給人們的日常生活帶來了極大的便利。但目前移動機器人控制系統普遍存在響應速度相對滯后、控制精度不高的問題，只能執行相對簡單的重復性工作，無法完成復雜任務，尤其是在未知環境中工作時[1-2]。如何讓移動機器人更好地為人類服務，控制系統的設計至關重要。Nabanita等[3]和席萬強等[4]研究了機器人自適應滑模控制方法，引用了自適應滑模控制器，較好地提高了機器人運動路徑的跟蹤精度。尤波等[5]和Yin等[6]研究了移動機器人模糊滑模控制方法，建立了其位置坐標，定義了運動軌跡誤差方程式，設計了模糊滑模控制器，降低了移動機器人運動位置誤差。滕昊等[7]和趙安等[8]研究了機器人雙環滑模控制方法，建立了機器人運動學模型，提出了機器人雙環路徑跟蹤控制系統，使響應速度和控制精度都得到了改善。以上研究都是針對控制系統功能的實現，而控制精度仍是研究的難點。

本文以移動機器人簡圖為例，推導機器人運動學方程式，采用內環和外環雙重工作模式，設計雙閉環滑模控制系統，以提高運動位置和旋轉角度的跟蹤精度，最后采用MATLAB進行仿真檢驗，對比不同控制方法的軌跡跟蹤誤差大小，為后期深入研究移動機器人控制理論提供參考。

1 移動機器人模型

移動機器人模型如圖1所示。移動機器人模型有3個輪子，左右兩側各有1個驅動輪，前部有1個被動輪，操縱器有3個連桿。……