全方位移動機器人模糊PID運動控制研究

P為轉換矩陣。
這樣，就可以將機器人整體期望速度解算到4個輪子分別的速度，把數據傳送到控制器中，可以完成對機器人的控制。

2 基于模糊PID的運動控制器設計
目前，常規PID控制器已被廣泛應用于自動化領域，但常規PID控制器不具備在線整定控制參數忌kp，k1,kD的功能，不能滿足系統的不同偏差對e和偏差值變化率ec及對PID參數的自整定要求，因而不適用于非線性系統控制。
結合該運動控制系統的實際運行條件，設計采用模糊PID控制方法來實現快速移動機器人車輪轉速大范圍誤差調節，將模糊控制和PID控制結合起來構成參數模糊自整定PID算法用于伺服電機的控制，使控制器既具有模糊控制靈活而適應性強的優點，又具有PID控制精度高的特點，使運動控制系統兼顧了實時性高，魯棒性強及穩定性等設計要點，并可通過模糊控制規則庫的擴充，為該運動控制系統方便添加其他功能。
2．1 參數模糊自整定PID的結構
模糊PID控制系統結構框圖如圖2所示，系統的輸入為控制器給定輪速，反饋值為電機光電碼盤反饋數字量，ΔkP，Δk1，ΔkD為修正參數。PID控制器的參數kP，k1，kD。由式(3)得到(kP'，k1'，kD'為PID參數初值)：

由此，根據增量式PID控制算法可得到參數自整定PID控制器的傳遞函數為：

2．2 速度控制輸入／輸出變量模糊化
該速度控制器的輸入為實際轉速與設定轉速的偏差值e，以及偏差值的變化率ec；輸出量為PID參數的修正量ΔkP，Δk1，ΔkD。它們的語言變量、基本論域、模糊子集、模糊論域及量化因子如表1所示。

在模糊變量E和EC以及輸出量ΔKP，ΔK1，ΔKD，的語言變量和論域確定后，首先必須確定模糊語言變量的隸屬度。常用的隸屬函數有B樣條基函數、高斯隸屬函數、三角隸屬函數等，考慮到設計簡便及實時性的要求，采用了三角隸屬函數。