[发明专利]基于量子行为粒子群算法的轮式移动机器人轨迹跟踪方法

摘要

本发明公开了一种基于量子行为粒子群算法的轮式移动机器人轨迹跟踪方法。该方法首先在运动范围中设定坐标系，建立轮式机器人的运动学模型，利用反演设计方法分解运动学模型，然后通过路径规划生成的轨迹得到参考位姿与实际位姿的误差传递方程，以该方程作为目标函数，利用量子行为粒子群优化算法以较快的速度和较强的全局求解能力求得控制器的参数，而后通过该组参数设计控制器从而保证机器人可以稳定、快速的收敛于目标轨迹，即在有限的时间内使得目标函数值靠近或者小于某个允许的值。本发明解决了轮式移动机器人轨迹跟踪存在的高度非线性和非完整性问题，可以快速的实现轮式移动机器人轨迹跟踪，提高了移动机器人的跟踪控制效果。

主权项

1、一种基于量子行为粒子群算法的轮式移动机器人轨迹跟踪方法，其特征在于该方法包含如下步骤：步骤一：首先在机器人运动的二维平面上，建立两个独立的平面坐标系，从而来共同标识出轮式移动机器人某个时刻的空间位姿与朝向；步骤二：在步骤一建立的坐标系基础上，使用Euler-Lagrange方程建立轮式移动机器人的运动学模型；步骤三：将步骤二得到的运动学方程利用反演设计方法分解成不超过系统阶数的子系统，然后为每个子系统分别设计Lyapunov函数和中间虚拟控制量，直到完成整个控制律的设计；步骤四：根据步骤三得到的子系统建立参考位姿与实际位姿的误差函数；步骤五：利用量子行为粒子群算法求解步骤四得到的误差函数，直到符合跟踪控制的要求。