除草机器人自适应快速积分终端滑模跟踪控制技术

文献类型： 中文期刊

第一作者： 冀杰

作者： 冀杰;贺庆;赵立军;李平;刘洋;王小康

作者机构： 西南大学工程技术学院;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。

分类号： TP273%TP242%S224.15

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