22、自主移动机器人动力学、控制与安全导航研究

自主移动机器人动力学、控制与安全导航研究

自主移动机器人动力学与控制研究

自主移动机器人（AMR）在现代工业和服务领域的应用日益广泛，其动力学和控制特性对于实现高效、稳定的运行至关重要。通过数学建模对AMR动力学进行研究，可分为考虑和不考虑惯性张量的非对角性和非平稳性两种情况。

数学建模结果

• 不考虑惯性张量特性 ：相关数学建模结果见表10.1。在这种情况下，随着时间推移，AMR的线性运动中q1(t)从0增长到0.27 rad时，会导致垂直于运动方向的角坐标和角速度增加。尽管控制系统试图消除干扰，但由于惯性张量的非对角性、非平稳性以及控制通道的交叉耦合，在AMR沿轨迹运动90 s后，角坐标达到αx = 2.85 rad，αy = 0.38 rad，这使得AMR失去垂直位置，无法进行技术操作。
  | t, c | q1, rad | αx, rad | ωx.10−3, rad /s | χx | αy, rad | ωy.10−3, rad /s | χy | αz.10−3, rad | ωz.10−3, rad /s | χz |
  | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
  | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 15,71 | 17,45 | -1 |
  |… |… |… |… |… |… |… |… |… |… |… |
  | 90 | 0.27 | 2.85 |… |… | 0.38 |… |… |… |… |… |

• 考虑惯性张量特