1.Introduction
LQR (外文名linear quadratic regulator)即线性二次型调节器,LQR可得到状态线性反馈的最优控制规律,易于构成闭环最优控制。LQR最优控制利用廉价成本可以使原系统达到较好的性能指标(事实也可以对不稳定的系统进行整定) ,而且方法简单便于实现 ,同时利用 Matlab 强大的功能体系容易对系统实现仿真。
之前已经在自动驾驶汽车上工程落地,参见自动驾驶——最优控制算法(LQR)工程化总结。
与上次不同的是,此次被控对象是移动机器人,两轮差速模型,差速模型原理参见另一篇机器人控制算法——两轮差速驱动运动模型
2. Implment LQR Algorithm for Differential Drive Motion
车辆运动学模型是根据车辆的几何关系建立的,不考虑影响车辆运动的力。以车辆后轴中点作为研究对象,在惯性坐标系OXY下,车辆运动状态可用车辆坐标(x,y)和车身航向角。v为车辆纵向行驶速度,如下图所示。
则车辆运动学模型为: