輪式移動機械人的運動控制入門

2021-10-07 16:34:22 字數 1134 閱讀 1226

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輪式移動機械人(主要針對汽車)的鎮定和跟蹤控制理論和方法入門。

1 前言

如果你常看歷史劇可能會發現乙個有意思的現象,古代的車幾乎都是兩輪形式的。不管是東方還是西方,超過兩輪的車很少見到。這是為什麼呢?究其原因當然有很多,但最主要的可能是古人一直沒弄明白多車輪(三輪以上)的車怎麼拐彎。可別小看這個問題,車輛轉彎不是那麼容易的,每個車輪的速度、角度必須滿足一定的運動關係。車輪的發明是個重大突破,怎麼把多個車輪組合起來用好也是個挑戰,本文簡單**一下其中的難點和方法。

和大多數的控制系統一樣,移動機械人的控制任務也可以簡單分成以下兩種:

1 鎮定:控制機械人到達並穩定在某個靜止的狀態,實際生活中的例子就是把汽車停到乙個指定的停車位裡。

2 跟蹤:控制機械人跟蹤某個運動著的狀態(即軌跡),實際生活中的例子就是讓汽車沿著車道中心線行駛。

★★ 這兩個任務哪個更難呢?

我們都知道,對於機械臂來說,控制它穩定到某個狀態比控制它跟蹤乙個空間軌跡更簡單,所以很多人理所當然地認為輪式移動機械人的「鎮定」比「跟蹤」更簡單。但是實際情況是鎮定更難,這是由於運動約束的存在[1]

[1]。也就是說輪式移動機械人和機械臂的控制難度剛好反過來了。哈哈!有意思吧。

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