16、基于ADAMS和MATLAB联合仿真平台的自主移动机器人越野轨迹跟踪控制律设计与验证

基于ADAMS和MATLAB联合仿真平台的自主移动机器人越野轨迹跟踪控制律设计与验证

1. 引言

自主汽车技术发展迅速，受到学术界和工业界的广泛关注。户外导航，特别是越野行驶，已成为新的研究焦点。越野行驶要求车载控制系统能够应对崎岖弯曲的道路和快速变化的地形，稳定跟踪轨迹，且能从大干扰中恢复。

滑移转向车辆能有效执行户外自主导航任务，因此在军事、学术研究和太空探索等领域得到广泛应用。以往的研究主要集中在平坦路面上的机器人控制，而本文聚焦于滑移转向车辆在崎岖岩石地形上的运动控制，提出了新颖有效的轨迹跟踪控制方法，包括纵向、横向和传感器云台控制律，并基于ADAMS和MATLAB联合仿真平台进行验证。

2. 移动机器人动力学分析

为研究滑移转向机器人的运动，对四轮差速驱动机器人在水平道路上无纵向车轮打滑的情况进行运动学和动力学分析。建立了全局笛卡尔坐标系和车载笛卡尔坐标系，得到了运动学方程：
[
\begin{bmatrix}
\dot{X}\
\dot{Y}
\end{bmatrix}
=
\begin{bmatrix}
\cos\theta & -\sin\theta\
\sin\theta & \cos\theta
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
\dot{x}\
\dot{y}
\end{bmatrix}
]
其对时间的导数为：
[
\begin{bmatrix}
\ddot{X}\
\ddot{Y}
\