有限执行能力的两差动轮机器人目标跟踪控制器设计

"执行能力有限的两差动轮机器人目标跟踪控制器" 本文主要探讨了如何为一个具有执行能力限制的两差动轮机器人设计一个高效的目标跟踪控制器，旨在解决机器人在跟踪目标过程中的方向调整和速度控制问题。研究背景是针对实际应用中，由于电机等执行器的最低转速限制，可能会影响到机器人的精确跟踪性能。作者张霖、欧林林和俞立来自浙江工业大学信息工程学院，他们的工作得到了国家自然科学基金的支持。 首先，该控制器的设计目的是在机器人远离目标时，能够有效地缩短机器人与目标点之间的距离，并同时调整机器人的朝向使其指向目标。通过巧妙地结合实验算法和移动机器人的硬件接口，控制器能够克服执行器最低转速的限制，确保机器人能够平稳地向目标点移动。 随着机器人逐渐接近目标，控制器的策略会进行切换。在接近目标阶段，控制器优先调整机器人的朝向，然后再逐渐减小与目标点的距离，以此避免在接近目标时出现剧烈的速度变化，保持运动的平滑性。这种策略在不增加算法复杂度的同时，提高了跟踪精度。 为了验证所设计控制器的有效性，研究人员在KheperaⅢ机器人上进行了仿真和实验。仿真和实验结果表明，所设计的目标跟踪控制器能够使机器人沿着平滑的轨迹，以逐渐减慢的速度，最终以接近执行器最低转速的方式抵达目标位置。这一成果对于提升具有执行能力限制的差动轮机器人在目标跟踪任务中的性能具有重要意义。 关键词涵盖了执行能力有限、移动机器人、目标跟踪和切换控制，显示了研究的核心内容。中图分类号TH702则表明这属于机器人技术的范畴，文献标识码A则代表这是一篇原创性的科研论文。 这篇研究论文为两差动轮机器人的目标跟踪提供了新的解决方案，其控制器设计考虑了实际硬件限制，能够在保证跟踪精度的同时优化机器人的运动控制，对于相关领域的研究和实践有着积极的参考价值。