全向移動機器人的自抗擾軌跡跟蹤控制

張相勝，黃將

（江南大學輕工過程先進控制教育部重點實驗室，江蘇無錫214122）

傳統輪式移動機器人在平面運動中屬于非完整約束系統，一般僅適合于空間較大，轉向靈活性不高的場合[1]。而全向移動機器人（Omni-directional mobile robot，ODMR）的優勢在于運動過程中不需要改變自身位姿，僅依靠全向移動機構即可實現任意方向移動，適合在狹窄的空間，精度要求較高的場合，如物流搬運、救災、偵查地形等[2]。常見的全向移動機構有：Mecanum 輪、球輪、連續切換輪、正交輪、偏心輪等[3]。其中，以Mecanum 輪作為行走機構的ODMR 結構簡單實用，平移運動靈活自如，因此它的機械結構、力學模型、運動控制等方面受到許多國內外學者的關注，尤其是針對ODMR 軌跡跟蹤問題成為近幾年的研究熱點。

目前，輪式移動機器人軌跡跟蹤的控制方法主要有PID控制、自適應滑模控制、模糊控制、神經網絡控制、自抗擾控制[4-8]，以及這幾種控制方法的相互結合，如自適應反步滑模控制、模糊自適應滑?？刂啤⒆赃m應神經網絡滑?？刂频萚9-11]。PID控制雖然較簡單，但對復雜的非線性耦合系統的控制效果并不理想；自適應滑?？刂坪湍：刂凭哂幸欢ǖ聂敯粜院妥赃m應性，但前者的輸出易出現抖振，后者模糊規則的選擇缺乏系統性，且無法在線調整；神經網絡控制有較好的魯棒性，但控制算法復雜，在線學習時間長；而自抗擾控制不需要依賴被控對象的精確模型，仍可對系統集總擾動進行精確的估計補償，且結構簡單，計算量小[12-13]，因此在移動機器人領域得到了廣泛應用?！?br>