1.一种轮式移动机器人的近似解耦、快速轨迹跟踪控制方法,其特征在于,包括如下步骤:1)根据轮式移动机器人的运动学模型和期望轨迹模型,建立误差模型和误差微分方程;
2)采用新的控制律,给出轮式移动机器人的前进速度和转向角速度的表达式;3)设定表达式的参数以满足解耦和快速调节要求。
2.如权利要求1所述的一种轮式移动机器人的近似解耦、快速轨迹跟踪控制方法,其特征在于,步骤1)中的所述误差模型为:其中[xe ye θe]T为轮式移动机器人实际位姿与期望位姿的偏差,在角度误差中,引入角度θe/2的正切值,能够将θe∈(-π,π)的角度转化为(-∞,∞)的常规数值范围,(xr,yr)是质心在世界坐标系下的期望位置坐标,θr为轮式移动机器人的运动方向与世界坐标系的X方向的期望夹角,(x,y)是质心在世界坐标系下的实际位置坐标,θ为轮式移动机器人的运动方向与世界坐标系的X方向的实际夹角,θe∈(-π,π)。
3.如权利要求2所述的一种轮式移动机器人的近似解耦、快速轨迹跟踪控制方法,其特征在于,步骤1)中的误差微分方程为:其中 v、w分别是轮式移动机器人的实际线速度、实际角速度,vr、wr分别是轮式移动机器人的期望线速度、期望角速度, 分别是xe、ye、Θ的导数。
4.如权利要求3所述的一种轮式移动机器人的近似解耦、快速轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述步骤2)中针对vr≠0设计的所述新控制律为在控制律vc下,有 此时状态xe与其他状态无关,且当k1>0时,xe快速收敛到
0;而闭环系统中设计的其他状态ye和 可以通过李雅普诺夫稳定性理论分别针对vr>0和vr<0证明闭环系统稳定性,k1、k2、k3是大于零的常数。
5.如权利要求3所述的一种轮式移动机器人的近似解耦、快速轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述步骤2)中,针对vr=0设计的所述控制律为:在控制律wc下,有 此时状态θe与其他状态无关,且当k3>0时,θe快速收敛到
0;而闭环系统中设计的其他状态xe和ye,可以通过李雅普诺夫稳定性理论证明闭环系统稳定性。
6.如权利要求3所述的一种轮式移动机器人的近似解耦、快速轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述步骤3)中,所述参数包括参数k1,k2,k3:对vr≠0的情况,如果参数满足0<<k1,k2,k3,k3<k1,k2|vr|<<k1k3和2k2|vr|<<k32则满足近似解耦、快速跟踪条件;
对vr=0的情况,如果参数满足0<<k1,0<<k3, 和 则满足近似解耦、快速跟踪条件。