基于滑模變結構的輪式移動機器人Leader-Follower編隊控制

楊延西，張浩，辛志波

(西安理工大學 自動化與信息工程學院，陜西 西安 710048)

在多移動機器人領域編隊控制是最重要的，近年來越來越多的學者投身于研究編隊控制中。文獻[1]研究了近幾年單個智能車軌跡跟蹤控制算法，并做實驗驗證反饋線性化和動態反饋線性化控制方法。文獻[2]～[18]采用控制，控制算法采用反饋線性化，并擴展到多移動機器人系統中。文獻[3]研究了神經網絡輸出反饋控制。文獻[5]提出了將模糊控制與Backstepping相結合進行控制編隊，而文獻[5]是應用虛結構方法控制隊形，主要思想是虛擬一輛智能車，其他車輛跟隨這一虛擬車輛。文獻[6]中移動機器人之間通信，并應用Backstepping控制方法控制編隊隊形。文獻[7]應用經典PID控制。文獻[16]應用滑模變結構控制方法控制機器人編隊，文獻[17]分別應用反饋線性化和滑模變結構兩種控制算法，并對比了兩種方法的控制效果。文獻[18]基于視覺傳感器實現反饋線性化和滑模變結構兩種控制算法。

綜合國內外相關研究發現應用較多的控制方法為反饋線性化，反饋線性化的基本思想是通過反饋把非線性系統變為線性系統。但模型中有干擾時，反饋線性化并不能達到控制要求，而滑模變結構控制抗干擾能力較強，但由于編隊控制模型的控制輸入參數是非線性的，僅應用滑模變結構控制其變換過程較為復雜，且根據參考文獻[16]和[17]可知，系統的響應速度慢，所以本研究結合反饋線性化和滑模變結構控制，對移動機器人運動學模型進行控制，仿真結果表明本控制方法既增加了系統的魯棒性又增加了系統的動態響應。……