模型预测控制的控制时域模型

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-12-17 01:11 标签： 时域模型

要：该文主要ji于动力学模xingde基chu上初步建li目标han数，添加zhongduan状态惩罚到值函数并qie添加一个zhong端状态约shu到滚动时域模型控制器上来保证局部线性de稳定性，并完成对fei完整yi动jiqi人de轨迹genzong茬此基chu上，研究保证预ce状态稳定的误差输入、设计终端状态控制器研究表明，添加终端惩罚的目标函数neng确保规划出的轨迹不仅能有效的哏踪参kao轨迹并且使输入的信hao能够满足限定的终端状态时域模型约束。仿真结果表明此方法能有效跟踪参考轨迹。

关键词：非完整移动機器人 模型预ce控制MPC） 动力学模型 轨迹跟踪

随着工业技术的发展移动机器人在各个领域中的应用越来越广泛，关于它的研究也越来越深入移动机器人ke以代替工作人员jinru各种危险环境，发现人类无法cun在的环境领域中新shi物deng工作近几十年来，围绕移动机器人的轨迹跟踪wen题涌现出叻da量的研究成果文献[1]中针对lunshi移动机器人的非完整约束建立动力学模型，研究了quan动态误差系统准无限时域模型非线性模型yuce控制ce略文献[2]通過分析he建立全向移动机器人运dongxue模型，研究了足球机器人的轨迹跟踪问题文献[3]genju广义预测控制的概念提出了运动预测控制方法。

该文的基本思路是在运动学方程的基础上主要考虑动力学方面的影响，建立动力学模型对机器人的轨迹跟踪问题进行研究，并运用模型预测控制嘚方法寻找最优控制函数得出最优输入。最后li用MATLAB软件进行仿真验证预测控制方法deke行性。

1 轮式移动机器人建模

该文主要采用的是具有一個前轮驱动和两个后轮的非完整移动机器人作为被控对象

2 终端状态控制器以及控制函数的设计

如下是控制算法内容的描述：

（1）当前误差状态是反馈的。在此反馈状态基础上开环最优控制函数可以通过求解优化问题（3.4）来获得。

该文是选择Matlab软件在个人计算机shangjin行仿真测试嘚主要跟踪了正弦轨迹，优化步骤的最da数字选为80优化步骤中最大数字越大，则跟踪性能越好然而也就需要越多的计算时间。

由仿真結果可以看出虽然在开始跟踪的时候su度和状态有误差，但是最终机器人的轨迹将shoulian到参kaoqu线控制信号收敛到参考控制信号，以及误差状态收敛于零

该wenti出了一种稳定的终端状态控制器，用来跟踪控制非完整移动机器人其能够很好地解决局部稳定性的问题，实现机器人对于軌迹的跟踪但是该方法也存在一定的缺陷，即计算量是使用该控制器实时系统中的一个重要问题如何提高计算效率仍在进一步研jiuzhong。提絀的终端状态控制器需要一个初始可行的解决fangan目前，正在使用试验和误差的方法初始解决方案的可行性分析是人们未来的工作。

[1]韩光信陈虹，马苗苗等.约束非完整移动机器人轨迹跟踪的非线性预测控制[J].吉林大学学报（工学版），2009（1）：177-181.

[2]曾zhi文卢惠民，张辉等.基于模型预测控制的移动机器人轨迹跟踪[J].控制工程，2011（S1）：80-85.

[4]马海涛.非完整轮式移动机器人的运动控制[D]合肥：中国科学技术大学2009.

[5]郭旭，xiong蓉胡協和.全方位移动机器人的运动预测控制[J].电机与控制学报，2007（1）：79-8287.

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