脚轮式全向移动平台的运动控制设计与仿真

作     者：张天宇 彭忆强 黄晓蓉 孙树磊 何灼馀 ZHANG Tianyu;PENG Yiqiang;HUANG Xiaorong;SUN Shulei;HE Zhuoyu

作者机构：西华大学汽车与交通学院四川成都610039 汽车测控与安全四川省重点实验室四川成都610039 四川省新能源汽车智能控制与仿真测试技术工程研究中心四川成都610039 

基　　金：国家重点研发计划项目(2018YFB1201603) 四川省科技厅重点研发项目(2020YFG0211,2018GZ0110,2020YFG0023) 四川省青年科技创新研究团队资助项目(2015TD0021) 四川省教育厅科研创新团队资助项目(17TD0035) “西华杯”大学生创新创业项目(2020144) 

出 版 物：《中国测试》 (China Measurement & Test)

年 卷 期：2021年第47卷第7期

页      码：109-118,124页

摘      要：针对装配有3个单电机脚轮的全驱动全向移动平台(以下简称平台)运动控制问题,首先,采用正交分解法,根据纯滚动约束条件建立平台运动学模型;对于速度雅可比矩阵不可逆时平台处于奇异位形,失去全向移动能力的问题,通过耦合转角运动学和转向角运动学,设计耦合因子识别平台当前位形和奇异位形靠近程度,动态调节平台摆脱奇异位形。其次,采用拉格朗日法建立平台动力学模型,分析动力学Matlab仿真结果,消除转向角对平台的影响,合理简化动力学模型。最后,设计基于逆动力学的双闭环模糊PID控制策略使平台跟踪期望速度。仿真结果表明,耦合运动学模型可驱动平台产生特定运动方式摆脱奇异位形;动态耦合因子可减小转速超调量,降低驱动轮响应时间;在基于逆动力学的双闭环模糊PID控制策略作用下,平台实际速度能够快速稳定的收敛于期望速度。

主 题 词：全向移动平台 奇异位形 动力学模型简化 双闭环模糊PID 

学科分类：08[工学] 0835[0835] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 

D　O　I：10.11857/j.issn.1674-5124.2020090133

馆 藏 号：203104711...