论文解读——基于扰动观测器的轮式移动机器人滚动时域路径跟踪控制

《基于扰动观测器的轮式移动机器人滚动时域路径跟踪控制》是期刊《吉林大学学报(工学版)》在2020年7月1日网络首发的一篇论文。《吉林大学学报(工学版)》目前属于三类高质量期刊，是EI收录期刊，2019年复合影响因子1.347，综合影响因子0.741。

该论文的作者是于树友、常欢、孟凌宇、郭洋和曲婷，作者单位为吉林大学。

这篇论文的主要研究目的是通过引入非线性扰动观测器改进滚动时域（即模型预测控制）路径跟踪控制器。这种控制器在没有扰动存在时，能够保证满足控制约束和状态约束，当存在干扰，尤其是慢变扰动时，非线性扰动观测器能够估计扰动并通过反馈对扰动的影响进行补偿。

在这篇论文中，研究基础是典型的以误差模型作为预测模型的模型预测控制（即非线性误差模型预测控制，Nonlinear Error Model Predictive Control, NEMPC），这种控制方法的典型特征即存在论文中式（10）所示的误差系统动力学方程。

根据论文框图可知，扰动观测器的作用在MPC控制器之后，扰动观测器未作用于MPC控制器，而是直接对MPC控制器产生的控制输入进行了补偿。受此启发，笔者猜想对于以运动学、动力学模型为预测模型的非线性模型预测控制（Nonlinear Model Predictive Control, NMPC），是否还可以通过校正预测模型的形式，实现对未知扰动的补偿？有兴趣的同行可以尝试一下。

总而言之，本文在存在扰动不确定性的路径跟踪控制方面做出了贡献，对于研究不确定性环境中路径跟踪控制的研究者具有重要参考意义。