收稿日期:2018-03-08
基金项目:陕西省高等教育教学改革研究项目(17GY027)作者简介:马玲(1967),女,本科,副教授,研究方向为计算机控
制技术三
移动机器人运动轨迹控制算法研究
马 玲1,牟彬瑞2
(1.西安铁路职业技术学院,西安710026;2.同济大学,上海200092)
摘要:为减少轮式移动机器人运动中相邻电机的耦合误差,提高整体运动的协调性和同步性,结合轮式机器人运动学模型,提出一种位置式PID 反馈控制算法三根据轮式控制原理,在经典PID 控制算法的基础上,引入级联反馈控制算法,对左右两轮的反馈增量进行修正,从而调整左右两轮电机转速三最后通过实验对上述算法进行验证,并与传统PID 控制算法进行比较三实验结果表明,在对左右两轮控制方面,位置式PID 控制算法更稳定三
关键词:移动机器人;运动轨迹控制;位置式PID 算法;反馈增量;耦合性
中图分类号:TP242;TH113 文献标识码:A 文章编号:1000-0682(2018)04-0132-04
Research on motion trajectory control algorithm for mobile robot
MA Ling 1,MOU Binrui 2
(1.Xi an Railway Vocational and Technical College ,Xi an 710026,China ;
2.Tongji University ,Shanghai 200092,China )
Abstract :In order to reduce the coupling error of adjacent motor wheeled mobile robot,improve the overall motion coordination and synchronization,based on robot kinematics model of wheel,put forward an incremental PID feedback control algorithm.Based on the principle of wheel control,a cascade feed-
back control algorithm is introduced in the classical PID control algorithm,and the feedback increment of the two wheels is modified to adjust the speed of the two wheel motor.Finally,the algorithm is verified by experiments,and compared with the traditional PID control algorithm.The experimental results show that
the incremental PID control algorithm is more stable in the control of the left and right. Key words :mobile robot;motion trajectory control;incremental PID algorithm;feedback incre-ment;coupling
0 引言
近些年来,随着工业制造的不断升级,移动机器人开始成为工业制造领域不可缺少的设备,以取代传统工业制造中繁重的人工劳动三如何对移动机器人运动进行控制是当前遇到的难点,也是技术瓶颈三特别对于轮式机器人来讲,在传统手臂机器人的基础上,融入了动态决策二路径规划二环境感知等更多智能化技术,大大增加了技术解决的难度三针对移动机器人的运动特点,设计相应的控制算法是解决问题的关键三
移动机器人是典型的非线性系统,具有可控性,
不存在光滑时不变的状态反馈控制率,因此在研究中通常只需要考虑位置二加速度二位置变量等对时间的高阶微分,从而可实现运动轨迹的控制三如林旭梅(2014年)提出一种改进的粒子群算法对控制器参数进行优化控制,从而提高轨迹跟踪进度;任国华(2014年)提出一种基于卡尔曼滤波和Lyapunov 直接法的全局目标跟踪轨迹控制方法,并通过仿真验证具有很强的稳定性三该文则根据轮式移动机器人的结构特点,在经典的PID 控制基础上,提出一种反馈修正方法,并根据两轮运动中的差速进行补偿和控制,并对具体实现进行了分析三
1 轮式机器人运动学模型构建
该文设计的移动机器人为两轮式机器人,其中左右两轮分别由2个独立的电机进行控制三具体结构如图1所示三L ,R 分别表示左右两轮,l 表示两轮
四
231四工业仪表与自动化装置 2018年第4期
万方数据