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基于MPC的麦克纳姆轮移动平台轨迹跟踪控制

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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.
Trajectory Tracking Control of Mecanum Wheels Mobile Platform Based on MPC

Mecanum wheelTrajectory trackingLinear error modelModel predictive controlDif-ferential forward PID

黄晓宇、孙勇智、李津蓉、王翼挺、杨颀伟

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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

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

国家自然科学基金教育部产学合作协同育人项目

62173306201901014014

2023

10.16578/j.issn.1004.2539.2023.11.004

机械传动
郑州机械研究所 中国机械通用零部件工业会齿轮分会 中国机械工程学会

机械传动

CSTPCD北大核心
影响因子：0.534
ISSN：1004-2539
年,卷(期)：2023.47(11)
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