Trajectory Tracking Control of Wheeled Mobile Robots under Longitudinal Slipping Conditions

Abstract

Abstract: An trajectory tracking control of mobile robots was presented based on wheeled mobile robots with unknown longitudinal slip parameters.Firstly，the kinematic model of the mobile robots under longitudinal slips was established，and the sliding parameters were used to express the slip degrees of the left and right wheels.Then，a suitable sliding mode observer was designed to estimate unknown slip parameters，and the influences of chatters on estimation of slip
parameters were reduced by using the low-pass filters.Finally，a trajectory tracking control law was designed based on Lyapunov direct method，and a method of determine the control parameters was proposed according to the pole distributions of the control systems.Numerical simulation results show that the proposed trajectory tracking control method is accurate and effective.

Key words: wheeled mobile robot, longitudinal slip, sliding mode observer, trajectory tracking

摘要： 针对轮式移动机器人纵向打滑状态下滑动参数未知的轨迹跟踪控制问题，提出了一种轨迹跟踪控制方法。建立了纵向打滑状态下移动机器人的运动学模型，用滑动参数表示左右轮的打滑程度；设计合适的滑模观测器对未知的滑动参数进行估计，并通过低通滤波器减少抖振对估计结果产生的影响；基于Lyapunov直接法设计轨迹跟踪控制律，并提出了一种根据控制系统的极点分布确定控制参数的方法。仿真结果验证了所提方法的准确性和有效性。

关键词: 轮式移动机器人, 纵向打滑, 滑模观测器, 轨迹跟踪

CLC Number:

BEI Xuying1，2;PING Xueliang1，2;GAO Wenyan1，2. Trajectory Tracking Control of Wheeled Mobile Robots under Longitudinal Slipping Conditions[J]. China Mechanical Engineering.

贝旭颖1，2;平雪良1，2;高文研1，2. 纵向打滑状态下轮式移动机器人轨迹跟踪控制[J]. 中国机械工程.

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