质心与几何中心不重合下非完整机器人的跟踪

论文摘要

随着计算机硬件技术的快速发展，人工智能技术得到长足的进步，对机器人领域的研究，更是日新月异。其中移动机器人的运动控制逐渐成为机器人领域研究的热点。移动机器人的运动控制主要包括路径规划、轨迹跟踪和镇定三个方向。本文主要研究一类质心和几何中心不重合下的非完整移动机器人的轨迹跟踪问题。基于后退(backstepping)方法,提出了一种新的运动学跟踪控制器和动力学跟踪控制器，并针对机器人在具有不确定运动学参数和动力学参数的情况下,利用自适应技术对参数进行修正。运用李亚普诺夫稳定性理论证明了该控制系统的渐近稳定性。仿真结果验证了所设计控制器的有效性。本文在结构上大体分为六部分。第一部分概述了课题的背景和目前对机器人跟踪问题研究的现状；第二部分介绍了机器人的相关理论，并对机器人的模型进行讨论；第三部分对参数已知的机器人进行讨论分析，设计出相应的控制器，实现了跟踪目的；第四部分介绍自适应的相关理论；第五部分用自适应的方法，对参数未知的机器人进行分析讨论，设计了控制器，实现了跟踪目的，并对闭环系统进行仿真，验证了控制器的有效性。最后对本文所做的工作进行总结，并对该问题的研究前景进行展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1.1 机器人综述
• §1.2 国内外移动机器人的发展历史及现状
• §1.3 移动机器人跟踪问题的研究现状
• §1.4 目前一些研究方法的不足之处
• §1.5 课题的来源和研究内容
• §1.5.1 课题的来源
• §1.5.2 课题的研究内容
• 第二章 机器人理论
• §2.1 机器人系统
• §2.2 非完整约束简介
• §2.3 非完整移动机器人系统
• §2.3.1 非完整移动机器人运动学模型
• §2.3.2 非完整移动机器人动力学模型
• §2.4 非完整移动机器人的基本控制问题
• §2.4.1 路径规划问题
• §2.4.2 轨迹跟踪问题
• §2.4.3 镇定问题
• 第三章 参数已知非完整移动机器人的跟踪
• §3.1 背景介绍
• §3.2 质心与几何中心重合的非完整机器人的跟踪
• §3.2.1 问题描述
• §3.2.2 运动学控制器设计
• §3.2.3 动力学控制器设计
• §3.2.4 仿真结果
• §3.3 质心与几何中心不重合的非完整移动机器人的跟踪
• §3.3.1 问题描述
• §3.3.2 运动学控制器设计
• §3.3.3 动力学控制器设计
• §3.3.4 仿真结果
• 第四章 自适应控制理论
• §4.1 自校正控制
• §4.2 模型参考自适应控制
• §4.3 参数自适应调节定理
• 第五章 参数未知非完整移动机器人的跟踪
• §5.1 背景介绍
• §5.2 问题描述
• §5.3 控制器设计
• §5.3.1 运动学控制器设计
• §5.3.2 动力学控制器设计
• §5.4 仿真结果
• 第六章 结论与展望
• 附录
• 参考文献
• 在读期间公开发表的论文和承担科研项目及取得成果
• 致谢