华南理工大学学报(自然科学版) ›› 2013, Vol. 41 ›› Issue (8): 47-54.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2013.08.008

• 电子、通信与自动控制 • 上一篇    下一篇

不确定轮式移动机器人的有限时间镇定控制

叶锦华 李迪 叶峰   

  1. 华南理工大学 机械与汽车工程学院,广东 广州 510640
  • 收稿日期:2012-12-08 修回日期:2013-02-27 出版日期:2013-08-25 发布日期:2013-07-01
  • 通信作者: 叶锦华(1982-),男,博士生,助教,主要从事机器人控制技术研究. E-mail:jinhuayea@gmail.com
  • 作者简介:叶锦华(1982-),男,博士生,助教,主要从事机器人控制技术研究.
  • 基金资助:

    国家 “863” 计划项目(2011AA04A104, 2012AA040909);广东省教育部产学研结合项目(2011A090200054);广东省战略性新兴产业核心技术攻关项目(2012A010702004)

Finite- Time Stabilization Control of Uncertain Wheeled Mobile Robot

Ye Jin- hua Li Di Ye Feng   

  1. School of Mechanical and Automotive Engineering,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China
  • Received:2012-12-08 Revised:2013-02-27 Online:2013-08-25 Published:2013-07-01
  • Contact: 叶锦华(1982-),男,博士生,助教,主要从事机器人控制技术研究. E-mail:jinhuayea@gmail.com
  • About author:叶锦华(1982-),男,博士生,助教,主要从事机器人控制技术研究.
  • Supported by:

    国家 “863” 计划项目(2011AA04A104, 2012AA040909);广东省教育部产学研结合项目(2011A090200054);广东省战略性新兴产业核心技术攻关项目(2012A010702004)

摘要: 提出一种不确定非完整 n 维单链系统全局有限时间镇定控制器的设计方法.该方法将单链系统分解为一个一阶子系统和一个 n -1 阶子系统,并采用一种输入状态不连续变换实现两个子系统的解耦,然后基于有限时间 Lyapunov 函数法对两个子系统分别进行控制器设计,保证不确定系统的稳定和有限时间收敛.此外,对 n -1 阶子系统的控制器设计还结合了递归设计方法,并利用切换控制策略,使得解耦后的 n -1 阶子系统不存在奇异,保证控制器的全局稳定性.最后将该控制器应用于一类不确定非完整轮式移动机器人,仿真结果证明了该控制器的有效性.

关键词: 轮式移动机器人, 非完整链式系统, 镇定, 有限时间控制, 不确定系统

Abstract:

In this paper,a design method of the global finite- time stabilization controller is proposed for the uncer-tain n- dimensional nonholonomic single chain system.In this method,the single chain system is divided into a first-order subsystem and an (n -1)- order subsystem,and they are decoupled by means of the input- state- scaling tech-nique.Then,the controller of each subsystem is separately designed by means of the finite- time Lyapunov function method,thus guaranteeing the stability and finite- time convergence of the uncertain system.Moreover,the recur-sive design method is also adopted in the controller design of the (n -1)- order subsystem,and the switching con-trol strategy is used to eliminate the singularity of the (n -1)- order subsystem,thus ensuring the global stability of the controller.Finally,the controller is applied to a kind of uncertain nonholonomic wheeled mobile robot.Simula-tion results show that the controller is effective.

Key words: wheeled mobile robot, nonholonomic chain system, stabilization, finite- time control, uncertain system

中图分类号: