全向驱动机器人轨迹跟踪中 NMPC 与模糊 PID 控制器的比较分析：设计、仿真与性能评估
机器人学
2024-11-11 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
全向驱动机器人的轨迹跟踪是一项具有挑战性的任务，需要高效的控制器设计。本文提出了一种自优化控制器 Type-1 fuzzyPID，它利用动态和静态系统响应分析来克服手动整定的局限性。为考虑系统不确定性，还开发了一种区间二型模糊 PID 控制器（Interval Type-2 fuzzyPID）。两种控制器均使用 Matlab/Simulink 设计，并在 CoppeliaSim 环境中通过轨迹跟踪仿真进行测试。此外，提出了一种非线性模型预测控制器（NMPC），并与模糊 PID 控制器进行了比较。深入考察了可调参数对 NMPC 跟踪精度的影响。我们还展示了每种控制器的阶跃响应特性曲线和噪声抑制实验结果。仿真结果验证了 NMPC 在精度和有效性上优于模糊 PID 控制器，尽管以计算复杂度为代价。代码和仿真环境的访问链接如下：https://github.com/love481/Omni-drive-robot-Simulation.git。
引用
@article{arxiv.2403.06744,
title = {Comparative Analysis of NMPC and Fuzzy PID Controllers for Trajectory Tracking in Omni-Drive Robots: Design, Simulation, and Performance Evaluation},
author = {Love Panta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.06744},
year = {2024}
}