摘要机器人的用途从改善劳动条件逐渐多元化发展，近年广泛用于路径规划、导航等领 域。本文所研究的轮式移动机器人是一类典型的受非完整约束的系统，常见于各类带有 轮式驱动结构的机械中，研究它的滑模控制问题有很大的实用价值。本文主要基于此类 机器人的运动学进行建模，利用滑模变结构的控制方法，采用等速趋近律和指数趋近律 对机器人进行轨迹跟踪控制方案设计。利用 Simulink 进行模型建立，实现系统在等速和 指数趋近律下对直线、圆、曲线轨迹的仿真。仿真表明，将所设计的控制律应用于系统 中，能够实现对指定轨迹的良好跟踪。75312

毕业论文关键词 轮式移动机器人 变结构 滑模控制 轨迹跟踪

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title Trajectory tracking control and simulation of wheeled mobile robot based on sliding mode variable structure

Abstract With the development of science and technology, robots are widely used in modern industry and other industries。 At the beginning, they are only used to improve working conditions。 In recent years, they have been widely applied in various fields, such as path planning, navigation, etc。 The wheeled mobile robot is a typical system which is subject to nonholonomic constraints, and it is common in all kinds of mechanical systems which have wheel drive structures。 The research on sliding mode control of wheeled mobile robots is of great practical value。 In this paper, a kind of kinematics model of two-wheel driven mobile robot is analyzed first。 Then the trajectory tracking control law is designed by using the sliding mode variable structure control method。 At last, the effectiveness of the control law is shown through the simulation of two-wheel driven mobile robot tracking linear trajectory, circular trajectory and Z curve trajectory。

Keywords Wheeled mobile robot Variable structure control Sliding-mode control Trajectory tracking

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目 次

1 绪论 1

1。1 研究背景及意义 1

1。2 移动机器人滑模控制轨迹跟踪技术研究现状 1

1。3 研究内容 2

2 轮式移动机器人的运动学建模 4

2。1 非完整约束下的移动机器人 4

2。2 轮式移动机器人的运动学模型 5

2。3 本章小结 6

3 滑模变结构控制方法基础 7

3。1 滑模变结构控制方法简介 7

3。2 滑模变结构控制的原理 7

3。3 滑模变结构控制的方法 9

3。4 本章小结