● 摘要
本论文来源于“211工程”二期建设项目“移动机器人拖车组控制与仿真实验平台”中的离轴式移动机器人拖车系统路径跟踪控制课题。移动机器人是机器人研究领域中的一个重要分支，涉及自动控制、机械、计算机、电子等多个学科。同时由于拖车在实际应用方面有很大的优越性，所以移动机器人拖车系统的研究受到广泛关注，成为目前移动机器人研究中的一个重点。 移动机器人拖车系统是典型的高度非线性和受非完整约束的力学系统，可以分为连轴式和离轴式连接。本文以离轴式连接的移动机器人拖车系统为对象，详细研究了系统对平面几何路径的有方向后退跟踪控制律的设计方案。本文主要研究工作包括以下两方面： 1.分别基于系统路径跟踪的方程跟踪误差模型和横向跟踪误差模型，推导出以系统末节车体作为“虚拟车头”的控制律，并利用系统速度逆推关系式得到真实控制律；将速度分配方程应用到移动机器人拖车系统的路径跟踪控制中，使得跟踪具有了确定的方向性。 2.研究了当移动机器人拖车系统的参考点在跟踪目标圆周路径时，系统其余车体轮轴中心点的运动路径与目标路径的偏差关系，并提出一种对给定圆周路径的修正方案，使得系统参考点跟踪修正后的圆周路径时，系统所有车体轮轴中心点的运动路径均匀分布在目标路径两侧。 本论文还对所有提到的控制律进行了计算机仿真和实物实验，其结果均验证了论文中控制方案的正确性和有效性。