● 摘要
拖挂车轮式移动机器人是非线性控制领域的重要研究对象。本文研究拖挂车轮式移动机器人变速跟踪直线、圆周、任意路径和任意轨迹的控制器设计问题，取得如下结果： 由系统的运动学方程得到误差状态模型，采用坐标和输入变换将其近似化为线性标称形式，应用反步法和Lyapunov方法构造控制律，理论分析表明： （1）对于直线和圆周路径跟踪问题，只要牵引车的线速度有界、不趋于零，且其导数有界，所设计的控制律可以保证系统渐近收敛到期望的直线或圆周路径。 （2）对于任意路径跟踪和路径轨迹统一跟踪问题，只要牵引车的线速度或期望轨迹的线速度有界、不趋于零，且其导数有界，则所设计的控制律可以保证系统跟踪给定的期望路径或轨迹，跟踪误差有界且最终一致有界，最终一致界的大小与期望路径或轨迹的曲率变化率成正比。如果期望路径或轨迹的曲率变化率为零或趋于零，则系统渐近指数收敛于给定路径或轨迹。 （3）通过跟踪经过给定点的期望轨迹得到定点镇定控制律，可以保证拖车移动机器人稳定到给定点的任意小邻域内。 本论文对所设计的控制器进行了仿真验证，证实了所提出控制方案的正确性和有效性。论文最后提出了今后的研究方向。