农业轮式移动机器人反演自适应滑模路径跟踪控制提升鲁棒性

本文档主要探讨了"农业轮式移动机器人反演自适应滑模轨迹跟踪控制"这一高级技术在农业领域的应用。作者彭继慎、仇文超、李军锋、李逃昌和宋立业针对农业轮式移动机器人在路径跟踪控制方面的挑战，提出了创新的控制策略。他们的目标是增强机器人的鲁棒性，使其能够在复杂环境中准确追踪预设路径。 首先，他们采用反演控制理论设计了运动学控制律，这是一种逆向设计方法，通过精确地逆向推导出系统的行为来设计控制输入，确保位置跟踪误差能够逐步收敛至零。这种控制方式有助于提升机器人对路径追踪的精度和稳定性。 接着，他们结合农业轮式移动机器人的动力学模型，设计了一种自适应滑模动力学控制律。滑模控制是一种动态控制策略，通过构造一个滑模面来引导系统状态快速趋近并稳定于预定的控制目标。这种设计旨在确保机器人左右轮的平稳运行，防止由于不均衡的驱动力导致的不稳定行为。 为了进一步保证闭环系统的稳定性，作者运用了李雅普诺夫稳定性理论，这是一种在控制理论中广泛使用的分析工具，用于证明系统的最终一致稳定性，即无论初始条件如何，系统最终都会稳定在期望的工作点。 论文通过仿真实验验证了这种方法的有效性和优越性，特别是在处理正弦型曲线路径跟踪任务时，结果显示了其显著的优势。研究结果表明，这种反演自适应滑模控制策略对于农业轮式移动机器人的路径跟踪控制具有很高的实用价值。 本文的研究不仅对农业机械自动化有所贡献，还可能为其他领域的轮式移动机器人，如工业或服务机器人，提供新的控制策略参考。关键词包括农业轮式移动机器人、反演控制、自适应滑模控制、路径跟踪以及动力学模型，这些都是本文的核心技术点。整个研究过程体现出对系统性能优化和稳定性保障的深入理解，对推动农业机械化进程具有重要意义。