[发明专利]一种双轮机器人的直接控制方法

权利要求书

1.一种双轮机器人的直接控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：确定机器人跟踪目标的运动轨迹；

S2：通过分析机器人的运动过程构建机器人运动方程；

运动方程表示如下：

其中，x和y表示机器人在笛卡尔坐标系中轨迹的实际位置，θ为机器人的转向角，即机器人前进方向与横轴的夹角，u₁和u₂分别为机器人移速与角速度的控制量；

S3：利用步骤S1所述跟踪目标的运动轨迹与步骤S2所述运动方程构建误差函数，结合零化动力学方法与梯度动力学方法计算得到控制量；具体步骤为：

首先根据跟踪目标的运动轨迹与步骤S2所述运动方程构建误差函数如下：

零化动力学方法数学表达式如下：

回代误差函数e₁与运动方程并进行代数展开，利用零化动力学方法推导所得控制量u₁的直接表达式如下：

其中，x_d表示x方向的目标运动轨迹，y_d表示y方向的目标运动轨迹，λ为调整零化动力学方法收敛速度的正实数；将零化动力学方法表示的控制量u₁结合梯度动力学表示如下：

化简得到控制量u₂的直接表达式如下：

其中，γ为调整所述方法的收敛速度的正实数；S4：将所述控制量传递给机器人的控制器用于直接控制机器人。

2.根据权利要求1所述的一种双轮机器人的直接控制方法，其特征在于，步骤S1所述机器人跟踪目标的运动轨迹表示为r_d＝[x_d，y_d]^T，

其中，x_d表示x方向的目标运动轨迹，y_d表示y方向的目标运动轨迹。

3.根据权利要求1所述的一种双轮机器人的直接控制方法，其特征在于，机器人跟踪目标的运动轨迹还包括：x方向的目标运动速度y方向的目标运动速度

4.根据权利要求1所述的一种双轮机器人的直接控制方法，其特征在于，步骤S4将控制量通过机器人的控制器转化为电机驱动所需要的控制信号用于控制机器人。