松软崎岖地形中基于多物理模型的非完整轮式星球车移动控制研究

项目名称： 松软崎岖地形中基于多物理模型的非完整轮式星球车移动控制研究

项目编号： No.61370033

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 丁亮

作者单位： 哈尔滨工业大学

项目金额： 82万元

中文摘要： 轮式机器人作为典型的非完整系统，由于不满足Brockett必要条件而为其移动控制带来了很大挑战，目前形成了基于“平坦地形”和“无滑转”、“无滑移”等理想假设的丰富研究成果。然而，松软崎岖的地形环境导致星球车严重违背了这些假设，且车体是含有多个被动关节的高冗余驱动（6个驱动和4个转向自由度）系统，因此提出了许多挑战性的新问题。本项目拟解决关节式星球车与松软崎岖地形相互作用的物理机制解析、滑转/滑移耦合条件下冗余驱动星球车移动控制两个科学问题，揭示星球车的地面力学-运动学-动力学耦合作用机制，构建多物理标称模型与不确定性集合，建立地形力学/几何参数和运动状态的多时间尺度综合辨识方法，突破理想约束被破坏条件下的非完整星球车镇定/跟踪鲁棒统一控制律设计，实现松软崎岖地形中冗余驱动星球车最小能耗轨迹跟踪的运动/力混合控制,丰富和发展非完整机器人控制理论，为月球车等野外轮式机器人的研发和运行提供支持。

中文关键词： 轮式机器人；非完整系统；移动控制；松软崎岖地形；轨迹跟踪

英文摘要： The mobility control of wheeled mobile robots that are typical nonholonomic systems is challenging as they don’t satisfy the Brockett’s necessary condition. Fruitful results have been obtained based on the ideal assumptions of “flat terrain”, “no slip” an

英文关键词： Wheeled robots；Nonholonomic system；Mobility control；Rough and deformable terrain；Trajectory tracking