基于MPC的麦克纳姆轮移动平台轨迹跟踪控制
黄晓宇
孙勇智
李津蓉
王翼挺
杨颀伟
浙江科技学院 自动化与电气工程学院,浙江杭州 310023;浙江省机器人产业学院,浙江杭州 310023
摘要：针对麦克纳姆轮全向移动平台轨迹跟踪控制问题,提出了一种模型预测控制(Model Pre-dictive Control,MPC)和微分先行比例-积分-微分(Proportional plus Integral plus Derivative,PID)协同的双闭环控制策略.基于麦克纳姆轮运动学特点,设计了位姿控制环和速度控制环;在位姿控制环建立麦克纳姆轮底盘的线性误差模型,设计二次型目标函数,将路径跟随问题转化为对非线性模型的预测控制;在速度控制环引入微分先行PID控制器,避免输入量频繁的阶跃变化对系统产生高频干扰,加快麦克纳姆轮的角速度收敛,增强了系统稳定性.仿真实验表明,设计的控制器在收敛速度、跟踪精度方面均高于常见的轨迹跟踪器,对麦克纳姆轮移动平台的控制具有良好的鲁棒性.
关键词：麦克纳姆轮轨迹跟踪线性误差模型模型预测控制微分先行PID
资助基金：国家自然科学基金(62173306)教育部卓越工程师教育培养计划项目产学合作协同育人项目(201901014014)
论文发表日期：2023-11-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 22-29 )
英文信息