基于Lyapunov的轮式移动机器人姿态稳定控制技术

本文提出了基于运动学Lyapunov的轮式移动机器人姿态稳定控制器。文章共收到了2019年6月3日修订版并于2019年8月17日接受，于2019年8月20日在线发布，关键字包括移动机器人、差动轮式机器人、姿势稳定和机器人运动学。研究提出了两种非平稳运动学控制策略，用于差分驱动轮式移动机器人的姿态稳定，方法基于运动坐标转换和类Lyapunov稳定性技术。控制定律的提出可以渐进地将系统稳定在所需目标上，并提供两种不同的操作方法。进一步地，文章对所建议的算法进行了仿真比较，并修改了控制规则以解决机器人避开障碍物时的姿势避障问题，仿真结果和实验测试证明了技术的有效性。 轮式移动机器人在工业、交通和安全等领域中有着广泛的应用前景，而该技术的发展也受到了广泛的关注和投资。针对WMR的运动控制问题，主要可以分为轨迹跟踪、路径跟踪和点稳定等三大类。本文着眼于解决WMR的姿态稳定问题，通过运动学Lyapunov控制器来优化控制策略，提高机器人的稳定性和操作性。 文章的主要贡献在于提出了基于运动学Lyapunov的控制定律，通过运动坐标转换和Lyapunov稳定性技术，实现了对姿态稳定的控制。所提出的控制策略能够使系统逐渐稳定在目标状态，并提供了两种不同的操作方式，极大地提高了机器人的操作灵活性和稳定性。与此同时，研究还对所提议的算法进行了仿真比较，确保了方法的有效性和可靠性。 此外，为了进一步解决机器人在避开障碍物时所需的姿态问题，研究进行了控制规则的修改，以提高机器人的避障能力。通过仿真实验和实际测试，研究证明了所提出技术的有效性和实用性，为轮式移动机器人的姿态稳定控制提供了一种新颖且有效的方法。 综上所述，基于运动学Lyapunov的轮式移动机器人姿态稳定控制器为解决WMR的姿态稳定问题提供了一种有效的解决方案，通过提出的控制定律和修改的规则，实现了对机器人稳定性和避障能力的提升。未来，该技术有望在工业生产、自动化领域等方面发挥重要作用，为WMR的应用和发展提供新的思路和方法。