文献类型: 中文期刊
作者: 冀杰 1 ; 贺庆 1 ; 赵立军 1 ; 李平 2 ; 刘洋 1 ; 王小康 1 ;
作者机构: 1.西南大学工程技术学院
2.重庆市农业科学院农业机械研究所
关键词: 除草机器人;轨迹跟踪;动力学模型;自适应估计;快速积分终端滑模
期刊名称: 农业机械学报
ISSN:
年卷期: 2023 年 006 期
页码: 55-64
收录情况: EI ; 北大核心 ; CSCD
摘要: 智能除草机器人在草坪作业时,易受到外界扰动以及系统不确定性的影响,从而导致轨迹跟踪收敛时间长以及跟踪效果差等问题。因此,设计一种面向轨迹跟踪的自适应快速积分终端滑模控制算法。首先,考虑驱动轮动力学特性以及未建模误差、外界干扰、动静摩擦等不确定性因素,建立除草机器人的动力学模型。然后基于所建立的动力学模型,设计自适应快速积分终端滑模控制器。所提出的控制器结合了快速终端滑模、积分滑模和自适应估计技术的优点,能够实现期望的跟踪性能并抑制控制信号抖动。同时,在不需要明确系统不确定性和外界干扰上界的情况下,可以通过所设计自适应估计项进行实时补偿,提高系统的鲁棒性。最后,通过仿真和试验验证了该方法的有效性。试验结果表明,所设计的控制器能够使跟踪误差在有限时间内快速收敛,并且横向误差绝对值不超过0.097 9 m,纵向误差绝对值不超过0.102 6 m,航向角误差绝对值不超过0.057 8 rad,保证除草机器人准确跟踪作业路径,同时具有较强的鲁棒性。
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