[发明专利]一种基于事件触发的移动机器人轨迹跟踪控制方法

权利要求书

1.一种基于事件触发的移动机器人轨迹跟踪控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)建立移动机器人运动方程，给出参考机器人的动态方程，引入误差坐标系，得到系统跟踪误差的动态方程；

2)设计控制输入并给定控制输入的状态测量误差；

3)引入Lyapunov函数,依据Lyapunov函数设计事件触发条件，使误差动态系统稳定，并且移动机器人可以跟踪到参考机器人的轨迹；

所述步骤3)中，选取Lyapunov函数如下：

其中常数δ0，t表示信号采样时间；(x_e,y_e,θ_e)是移动机器人与参考机器人的位姿误差；

对(8)式两边求一阶导数可得

其中t_p(k),t_q(k)分别表示p(t),q(t)的第k次事件触发时刻，p(t)，q(t)表示控制器的状态，由于v(t)＝p(t)，ω(t)＝q(t)，因此上式中v(t_p(k))＝p(t_p(k))，ω(t_q(k))＝q(t_q(k))；将(6)式带入(9)式中得到

其中ε0且

定义事件触发条件为：

其中0σ_p1并且0σ_q1，e_p(t)、e_q(t)均为控制器状态测量误差；

将(11)式带入到(10)式中可得：

综合以上分析可知V(x)单调递减且趋于零，因此进一步由Barbalat引理可得：

因此，由位姿误差可知，机器人可以跟踪到给定的参考机器人轨迹；4)计算3)中的事件触发条件，若满足则事件被触发，控制器状态进行更新；否则，控制器状态不更新，直到下一个触发时刻到来再更新；5)返回步骤2)。

2.根据权利要求1所述的一种基于事件触发的移动机器人轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述步骤1)中，移动机器人的运动方程为：

其中(x,y)是移动机器人在笛卡尔坐标系下的坐标，θ是机器人运动方向与x轴正向的夹角，(v,ω)是控制输入向量；

参考机器人的动力学方程为：

其中(x_r,y_r)是参考机器人在笛卡尔坐标下的坐标，θ_r是参考机器人运动方向与x轴正向的夹角，(v_r,ω_r)是参考机器人的控制输入向量；

引入误差坐标系如下：

根据式(1)～(3)可得系统跟踪误差的动态方程为：

3.根据权利要求2所述的一种基于事件触发的移动机器人轨迹跟踪控制方法，其特征在于：所述步骤2)中，设计控制器如下：

p(t),q(t)满足如下

控制器状态测量误差定义为：

t_p(k+1),t_q(k+1)表示第k+1次事件触发时刻，p(t_p(k))，q(t_q(k))分别为第k次触发时刻p(t)，q(t)的状态值。