[发明专利]基于自适应事件触发的轮式机器人匀速直线编队控制方法

权利要求书

1.一种基于自适应事件触发的轮式机器人匀速直线编队控制方法，所述轮式机器人包括一个领导机器人和多个跟随机器人，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1：设定跟随机器人与领导机器人匀速直线编队时的期望相对位置，构建基于事件触发机制的外部信号观测器，获取每个跟随机器人相对领导机器人的观测值；

S2：计算跟随机器人与领导机器人的位置误差，结合机器人线性化模型，获取跟随机器人的标准位置和标准控制输入；

S3：基于跟随机器人的标准位置和标准控制输入，构建完全分布式自适应控制器，获得跟随机器人的实时系统控制输入；

所述步骤S2中，机器人线性化模型的获取步骤具体为：

S201：建立轮式机器人非线性模型；

S202：构建机器人状态向量，线性化机器人非线性模型；

所述步骤S202中，线性化机器人非线性模型的结果包括领导机器人线性化模型和跟随机器人线性化模型，所述领导机器人线性化模型的表达式为：

式中，为领导机器人线性化模型，v₁(t)为领导机器人状态向量；

所述跟随机器人线性化模型的表达式为：

式中，为跟随机器人i的线性化模型，x_i(t)为跟随机器人i在t时刻笛卡尔坐标系中的状态向量，u_i(t)为跟随机器人i在t时刻的系统控制输入值，v₂(t)为跟随机器人在笛卡尔坐标系中的线速度，E_i＝0_4×4。

2.根据权利要求1所述的一种基于自适应事件触发的轮式机器人匀速直线编队控制方法，其特征在于，所述领导机器人状态向量v₁(t)的表达式为：

式中，x_p0(t)为领导机器人在t时刻沿笛卡尔坐标系x轴方向的坐标，y_p0(t)领导机器人在t时刻沿笛卡尔坐标系y轴方向的坐标，ν_x0(t)为领导机器人在t时刻沿笛卡尔坐标系x轴方向的速度，v_x0(t)＝v₀(t)cosθ₀(t)，v₀(t)为领导机器人t时刻在笛卡尔坐标系中的线速度，θ₀(t)为领导机器人t时刻在笛卡尔坐标系中质心的角度，ν_y0(t)为领导机器人在t时刻沿笛卡尔坐标系y轴方向速度，v_y0(t)＝v₀(t)sinθ₀(t)。

3.根据权利要求1所述的一种基于自适应事件触发的轮式机器人匀速直线编队控制方法，其特征在于，跟随机器人的所述状态向量的表达式为：

x_i(t)＝[x_pi(t)-x_p0(t)-x_di(t),y_pi(t)-y_p0(t)-y_di(t),ν_xi(t),ν_yi(t)]

式中x_i(t)为跟随机器人i在t时刻笛卡尔坐标系中的状态向量，x_pi(t)为跟随机器人i沿笛卡尔坐标系x轴方向的坐标，x_p0(t)为领导机器人沿笛卡尔坐标系x轴方向的坐标，y_pi(t)为跟随机器人i沿笛卡尔坐标系y轴方向的坐标，y_p0(t)为领导机器人沿笛卡尔坐标系y轴方向的坐标，ν_xi(t)为跟随机器人i沿笛卡尔坐标系x轴方向的速度，v_xi(t)＝v_i(t)cosθ_i(t)，v_i(t)为跟随机器人i在t时刻笛卡尔坐标系中的线速度，θ_i(t)为跟随机器人在t时刻笛卡尔坐标系中质心的角度，ν_yi(t)为跟随机器人i沿笛卡尔坐标系y轴方向的速度，v_yi(t)＝v_i(t)sinθ_i(t)，为最终形成编队时跟随机器人i与领导机器人的期望相对位置。