逆ステッピング型フィードバック線形化を用いた差動駆動方式ホイール移動ロボットの追跡制御

本論文では、逆ステッピング型フィードバック線形化を用いて、非ホロノミック制約を持つ差動駆動方式ホイール移動ロボットの追跡制御方法を提案します。従来のホイール移動ロボットの逆ステッピングコントローラとは異なり、よりシンプルでモジュール化された制御構造を持つ連鎖的運動学および動力学の線形化の形で逆ステッピング型フィードバック制御構造が提案されます。まず、運動学に基づいて前進線速度と進行方向角度の擬似コマンドが設計されます。次に、実際のトルク制御入力が設計され、実際の前進線速度と進行方向角度がそれぞれの擬似コマンドに従うようにします。安定性解析により、姿勢（位置と進行方向角度）の追跡誤差が全球的に最終的に制約され、その最終的な制約は制御パラメータの適切な選択によって調整可能であることが示されます。さらに、さまざまな参考軌跡（直線、円、正弦曲線、前方速度ゼロで非ゼロの回転速度を持つ回転軌跡、前後方向を変える十字形の軌跡など）に対する数値シミュレーションは、提案された手法の有効性を示しています。