论文解读——Control of tractor-trailer wheeled robots considering……

《Control of tractor-trailerwheeled robots considering self-collision effect and actuator saturationlimitations》是期刊《Mechanical Systems and Signal Processing》在2019年第127卷上刊载的一篇论文。《Mechanical Systems and Signal Processing》的中科院大类分区（工程技术）是2区，小类分区（工程：机械）1区，2019年影响因子为6.471，是TOP期刊。

该论文的作者是Pouya Kassaeiyan、Bahram Tarvirdizadeh和Khalil Alipour。作者单位是伊朗University of Tehran。

这篇论文的研究对象是拖挂式机器人（Tractor-Trailer Wheeled Robot）。作者认为这是一种多平台机器人系统，不过笔者认为这是一种复杂一些的单平台系统（我们一般认为多平台是指多车协同等概念上的多平台）。其单平台的特征是作为动力来源的仅有Tractor，Trailer是无动力的，而且最终的控制目标也是机器人上的单个点。复杂的特性则在于前后车体可能出现干涉，即论文中的self-collision问题，作者也认为避免干涉是他们这篇论文的贡献之一。

论文采用的建模方法是运动学建模（即模型符合非完整约束，假设轮胎无侧滑），所以这篇论文考虑的主要是低速工况。

这篇论文采用LMPC和NMPC分别建立了控制器并进行了比较，最终得出了NMPC精确性更高等结论。论文中采用的NMPC是广义NMPC的一个分支，NEMPC。这种控制方法采用误差动力学模型作为预测模型，通过误差预测误差，在参考路径曲率较大时性能不及直接采用运动学模型作为预测模型的NMPC。

总而言之，这篇论文针对一种较少见的移动设备（即拖挂式移动机器人）进行了研究，分别提出了LMPC和NMPC控制器并进行了比较。有兴趣的同行可以采用其他控制方法继续研究这种平台的路径跟踪，也可以研究这种平台在更极端的工况下的路径跟踪。此外这篇论文也可以用作参考文献，用于说明LMPC和NMPC的区别。