基于CLF的移动舞台机器人轨迹跟踪预测控制

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(浙江工业大学 信息工程学院，浙江 杭州 310023)

随着我国人民的精神文化追求日益提高，舞台演出艺术成为日常文化生活中的重要组成部分，其中移动舞台机器人是呈现高品质舞台演出艺术的重要道具之一.通常在舞台演出时，移动舞台机器人需要根据演出要求，同时考虑演出人员和舞台安全，在预定的有限区域内快速且稳定的到达并最终以给定的速度跟踪运动平面上给定的某条轨迹.由于纯滚动无滑动这一非完整约束的存在，移动舞台机器人移动控制的本质是非完整移动机器人运动控制问题.为了解决该类问题，国内外学者进行了大量的研究[1-4]，提出了各种各样的方法，主要包括传统控制理论方法和智能控制方法两大类.但这些方法普遍存在鲁棒性差、缺乏自适应性的缺陷.例如：沈敏等[5-6]使用了模糊控制方法，但是模糊控制需要专家经验建立模糊规则，如果不能建立理想的模糊规则，控制效果将受到直接影响.董辉等[7]提出了一种变增益反馈D型迭代学习控制算法，使机器人在强耦合非线性环境下能够快速并较好的完成轨迹跟踪任务.马海涛等[8-9]使用滑模控制的方法实现了轨迹跟踪，该方法的主要问题在于控制律中的不连续项会直接转移到输出项，使系统在不同的控制逻辑之间来回高速切换，引起系统出现不可避免的“抖振”现象[10]，实际控制效果较差，这是滑模控制方法的特性本身决定的.Kanayama等[11-12]提出了利……