×

基于带扩展卡尔曼滤波器的非线性扰动观测器的轮式移动机器人轨迹跟踪控制。 (英语) Zbl 1448.93227号

摘要:本文研究了非完整轮式移动机器人(WMR)在非随机和随机干扰下的轨迹跟踪问题。设计了一种带扩展卡尔曼滤波器的非线性扰动观测器(NDEKF),用于观测WMR的速度和非随机扰动。提出了一种误差反馈控制器和一种运动控制器,以实现扰动补偿和完美的位置跟踪。给出了NDEKF估计误差的均方指数有界性。应用李亚普诺夫稳定性理论,证明了双闭环系统的速度和位置跟踪误差一致最终渐近稳定。最后,数值模拟验证了该方法的有效性。

MSC公司:

93C85号 控制理论中的自动化系统(机器人等)
93E11号机组 随机控制理论中的滤波
93E15型 控制理论中的随机稳定性
93B53号 观察员
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 邱,Y。;李,B。;Shi,W。;Zhang,X.,具有未知外部参数的轮式移动机器人的视觉伺服跟踪,IEEE工业电子汇刊,66,11,8600-8609(2019)
[2] Yang,H。;范,X。;Shi,P。;Hua,C.,带非完整约束的轮式移动机器人跟踪和避障的非线性控制,IEEE控制系统技术汇刊,24,2,741-746(2016)
[3] 哈桑,M。;Aljuwaiser,E。;Badr,R.,一种新的基于观测器的在线控制器,用于多个非完整移动机器人的领导-跟随形成,富兰克林研究所杂志,355,5,2436-2472(2018)·Zbl 1393.93007号
[4] 费罗,R。;Lewis,F.L.,使用神经网络控制非完整移动机器人,IEEE神经网络汇刊,9,4,589-600(1998)
[5] 陈,X。;赵,H。;Sun,H。;Zhen,S。;黄,K.,欠驱动移动机器人的一种新型自适应鲁棒控制方法,富兰克林研究所学报,356,52474-2490(2019)·Zbl 1411.93099号
[6] Bugeja,M.K。;Fabri,S.G。;Camilleri,L.,使用神经网络的移动机器人双自适应动态控制,IEEE系统、人与控制论汇刊,B部分(控制论),39,1,129-141(2009)
[7] 孙,Z。;夏,Y。;戴,L。;刘凯。;Ma,D.,轮式移动机器人跟踪的干扰抑制MPC,IEEE/ASME机电学报,22,6,2576-2587(2017)
[8] Xiao,H。;李,Z。;杨,C。;张,L。;袁,P。;丁·L。;Wang,T.,使用基于神经动力学优化的模型预测控制实现轮式移动机器人的鲁棒稳定,IEEE工业电子学报,64,1,505-516(2017)
[9] 陈,C。;高,H。;丁·L。;李伟(Li,W.)。;Yu,H。;Deng,Z.,基于自抗扰控制的横向和纵向滑移WMR轨迹跟踪控制,机器人与自治系统,20,236-245(2018)
[10] Yang,H。;范,X。;夏,Y。;Hua,C.,基于扩展状态观测器的轮式移动机器人鲁棒跟踪控制,高级机器人学,30,1,68-78(2016)
[11] Ren,C。;李,X。;杨,X。;Ma,S.,带摩擦补偿的全向移动机器人基于扩展状态观测器的滑模控制,IEEE工业电子学报,66,12,9480-9489(2019)
[12] 杨J.-M。;Kim,J.-H.,非完整轮式移动机器人轨迹跟踪的滑模控制,IEEE机器人与自动化学报,15,3,578-587(1999)
[13] Franz,G。;Lucia,W.,《非完整约束下移动机器人的避障模型预测控制方案:平方和法》,《富兰克林研究所杂志》,352,6,2358-2380(2015)·Zbl 1395.93387号
[14] 王,D。;Low,C.B.,《轮式移动机器人打滑和打滑的建模与分析:控制设计视角》,IEEE机器人学报,24,3,676-687(2008)
[15] 阿明,R.u。;伊纳亚特,I。;Jun,L.A.,基于扩展逆多二次径向基函数网络和外部扰动观测器的同轴章动器有限时间位置和航向跟踪控制,富兰克林研究所学报,356,8,4240-4269(2019)·Zbl 1412.93018号
[16] Kim,K.-S。;Rew,K.-H.,离散时间线性系统的降阶扰动观测器,Automatica,49,4,968-975(2013)·Zbl 1284.93149号
[17] 黄,D。;翟,J。;艾·W。;Fei,S.,基于扰动观测器的轮式移动机器人轨迹跟踪鲁棒控制,神经计算,198,74-79(2016)
[18] 陈,W.-H。;Ballance,D.J。;Gawthrop,P.J。;O'Reilly,J.,机器人操作器的非线性扰动观测器,IEEE工业电子学报,47,4,932-938(2000)
[19] Mohammadi,A。;塔瓦科利,M。;马奎兹,H.J。;Hashemzadeh,F.,机器人操纵器非线性扰动观测器设计,控制工程实践,21,3,253-267(2013)
[20] 袁,Y。;王,Z。;Yu,Y。;郭,L。;Yang,H.,执行器饱和气动运动平台的自抗扰控制:扩展状态观测器方法,Automatica,107,353-361(2019)·Zbl 1429.93086号
[21] 薛伟。;Bai,W。;Yang,S。;Song,K。;黄,Y。;Xie,H.,带自适应扩展状态观测器的自抗扰控制器及其在汽油机空燃比控制中的应用,IEEE工业电子学报,62,9,5847-5857(2015)
[22] Chaer,W.S。;Bishop,R.H。;Ghosh,J.,自适应卡尔曼滤波的专家混合框架,IEEE系统、人与控制论汇刊,B部分(控制论),27,3,452-464(1997)
[23] 胡,J。;王,Z。;高,H。;Lampros,K.,《具有随机非线性和多重缺失测量的扩展卡尔曼滤波》,Automatica,48,92007-2015(2012)·Zbl 1257.93099号
[24] Hilairet,M。;奥格,F。;Berthelot,E.,《使用两级扩展卡尔曼滤波器估计感应电机的速度和转子磁链》,Automatica,45,8,1819-1827(2009)·Zbl 1185.93126号
[25] Chan,L。;Naghdy,F。;Stirling,D.,机器人操作器力估计和干扰抑制的扩展主动观测器,机器人与自治系统,61,12,1277-1287(2013)
[26] 阿加瓦尔,V。;Parthasarathy,H.,机器人机械手的扰动估计器作为具有扩展卡尔曼滤波器的状态观测器,非线性动力学,85,4,2809-2825(2016)·Zbl 1349.93280号
[27] Reif,K。;冈瑟,S。;Yaz,E。;Unbehauen,R.,连续时间扩展卡尔曼滤波器的随机稳定性,IEE程序-控制理论和应用,147,1,45-52(2000)
[28] 斯隆廷,J。;Li,W.,Applied非线性控制,伦敦:普伦蒂斯·霍尔(1991)·Zbl 0753.93036号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。