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第一章绪论

机器人技术对于一个国家而言是至关重要的，因为它能体现一个国家的自动化水平。与机器人技术的相关研究领域也一直都是各国学者所热衷的。机器人根据用途的不同又分为各种种类，如服务机器人，操作机器人，移动机器人等[1]。本文主要是简单介绍了轮式移动机器人的轨迹跟踪控制技术。因为它是移动机器人技术的重要组成部分，通过跟踪预定的轨迹移动，来代替人类完成一些比较危险的工作。所以对移动机器人相关领域的研究有着非常大的使用价值。典型的移动机器人主要有以下几种分类：

（1）轮式移动机器人本文的研究对象便是这类机器人。轮式移动机器人具有显著的优点，它工作状态稳定安全，控制律的设计与其他类型移动机器人相比也比较简单。缺点是它的工作区域主要是基于平面，难以处理三维空间爬坡等问题。

（2）履带式移动机器人

图1.1轮式移动机器人

这类移动机器人主要针对复杂的路面的状况，如有较多坑洼，路面崎岖不平等特殊环境下，履带式机器人依然能够稳定运行，但控制律设计则有一定的难度。

（3）腿足式移动机器人这种机器人与前两种机器人相比较，具有一个明显的优势，那就是它可以跨过台阶，而轮式移动机器人和履带式移动机器人是无法做到的。然而该类机器人的速度较慢，要求控制精度高，因此控制器设计的难度也是大大提高。

综上所述，以上三种机器人各自的优缺点，我们应当根据不同的路面的状况，来选择适当的机器人类型。然而移动机器人的工作环境普遍为二维平面，因此轮式移动机器人在现实中的应用也是这几种移动机器人中最广泛的[2]。轮式移动机器人的相关技术研究也是如今广大学者热于研究的。

1.1研究的背景和意义

机器人技术的的水平是衡量一个国家的综合科学水平重要指标之一。有关机器人技术领域的研究一直都为各国研究学家所热衷。因为机器人技术是一个集合整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的技术，它涵盖了很多的科学研究领域，因此机器人技术的发展离不开其它各门科学研究领域的发展和进步，所以机器人技术是国家科技发展程度的一项重要指标[3]。机器人技术问世于上世纪60年代，到如今虽然仅仅经过半世纪时间的发展，但是它的进步和成果都是有目共睹的。我们日常生活中已经随处可见机器人技术的相关应用，在工业和军事领域机器人技术的应用更是大放异彩，它的研究领域基本包含了目前全球最高端先进的科学技术。机器人技术作为当下科学研究领域最活跃、最先进、最前沿的技术之一，已经可以当之无愧的称为如今应用最广泛的技术[4]。

通过各大媒体，我们可以认识到，随着我们人类社会的发展和科技的进步，机器人技术已经取得了令人瞩目的成就。机器人技术的应用也广泛的融入到我们的日常生活中，对我们的生活提供了巨大的便利，比如家用扫地机器人[5]。在工业上，使用机器人技术的实例更是数不胜数，自动化生产线上的各种机械臂都是一类移动机器人。这些机器人大大提高了工厂的生产效率，降低了生产成本，也使大量的工人获得了解放去从事其他工作，从而提高产品的市场竞争力[6]。

在军事上，利用先进的机器人来代替人类完成一些危险的任务的例子也是多如牛毛。例如应用移动机器人进行雷区排雷，在公共场合排除爆炸物；利用无人机进行纷