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履带装甲车跟踪控制系统的发展

【摘要】:履带装甲车的控制研究可以追溯到20世纪90年代,文献[1]考虑到履带装甲车动力学模型的非完整性约束问题,车体垂直方向上的力平衡方程满足不可积微分等式约束,因此需要在履带装甲车纵向速度给定的前提下研究其路径规划与跟踪问题。文献[8]给出了能较为准确建模履带移动机器人动力特性的动力学模型,并设计了轨迹跟踪控制器,进一步利用李雅普诺夫稳定判据证明了控制器的全局稳定性。

履带装甲车的控制研究可以追溯到20世纪90年代,文献[1]考虑到履带装甲车动力学模型的非完整性约束问题,车体垂直方向上的力平衡方程满足不可积微分等式约束,因此需要在履带装甲车纵向速度给定的前提下研究其路径规划与跟踪问题。文献[2]利用扩展卡尔曼滤波算法实时估计平台滑转/滑移系数,以此研究履带与地面之间的相互作用,并在此基础上设计了履带装甲车的自主轨迹跟踪控制器。文献[3]中的模型建立在履带−地面交互的基础上,控制器的设计则基于带前馈摩擦力补偿的方法,系统将其力−打滑的复杂关系反馈线性化。文献[4]则总结了在坚硬地面下滑移转向平台的一般理论,为研究平台滑移转向提供了一种新的力学模型,并将其扩展到平台跟踪的瞬态研究中去。文献[5]研究了履带平台的直线轨迹跟踪问题,一方面通过设计复合算法来减小因平台建模不精确而引起的内部误差,另一方面采取模型参考自适应策略对履带装甲车受力不确定导致的外部扰动进行误差补偿。文献[6]针对履带平台的纵向运动控制问题提出了一种基于速度测量的控制方法,该方法通过建立自动驾驶专家控制系统,可实现自主导航、动态跟踪目标等功能。文献[7]根据履带式机器人的详细受力分析提出了一种履带机器人模型,并采用反馈线性化的思想设计了履带式机器人稳定路径跟踪控制器。文献[8]给出了能较为准确建模履带移动机器人动力特性的动力学模型,并设计了轨迹跟踪控制器,进一步利用李雅普诺夫稳定判据证明了控制器的全局稳定性。文献[9,10]考虑到海底履带采矿车的运动控制问题,设计的专家模糊控制器具有强自适应力,该方法通过控制左右两侧的履带速度实现平台位置和方向上的误差补偿,最终达到轨迹跟踪的目的。文献[11]分别通过内环速度环的PID控制与外环位置环的模糊神经网络控制,来实现海底履带采矿车的直线路径跟踪。