● 摘要
在机器人研究应用领域中，移动机器人是一个重要分支，也是现在发展的重要方向，因此对移动机器人运动控制问题的研究，一直倍受关注。又由于拖车在实际应用方面有很大的广泛性，所以带拖车移动机器人的研究成为目前的一个研究重点。带拖车的轮式移动机器人是典型的高度非线性和受非完整约束的力学系统，根据机器人和拖车连接方式的不同，可以分为连轴式连接和离轴式连接。尽管离轴式连接的拖车比连轴式连接的拖车的运动学方程复杂，控制难度大，但由于在实际应用中一般均为离轴式连接，所以本文以带离轴式拖车移动机器人系统为对象，研究了带离轴式拖车移动机器人系统的镇定和路径跟踪问题。本文主要包括以下内容：(1). 对于带一节和两节离轴式拖车的移动机器人系统，通过将系统模型化为Time-State控制形式，得到了一种实现局部渐近镇定的线性切换控制方案。(2). 对于带n节离轴式拖车的移动机器人系统，证明了其系统也可以化为Time-State控制形式，因而也可以利用上面所提出的线性切换控制方案来实现局部渐近镇定。(3). 对于带一节离轴式拖车的移动机器人系统，通过将系统模型化为Time-State控制形式，提出了一种实现近似路径跟踪的控制方案。本论文对以上所设计的控制方案进行了仿真，仿真结果证实了所提出控制方案的正确性和有效性。论文最后提出了有待进一步完善和研究的方向。