Robust Trajectory Tracking Control of a Mobile Robot Combining PDC and Integral Sliding Mode Control

In this paper, a robust trajectory tracking control method of a wheeled mobile robot is newly proposed combining the PDC and the ISMC. The PDC is a relatively simple and easy control method for nonlinear system compared to the other non-linear control methods. And the ISMC can have robust and stable control characteristics against model uncertainties and disturbances from the initial time by placing the states on the sliding plane with desired nominal dynamics. Therefore, the proposed PDC+ISMC trajectory tracking control method shows robust trajectory tracking performance in spite of external disturbance. The tracking performance of the proposed method is verified through simulations. Even though the disturbance increases, the proposed method keeps the performance of the PDC method when there is no disturbance. However, the PDC trajectory tracking control method has increasing tracking error unlike the proposed method when the disturbance increases.

PDC와 적분 슬라이딩 모드 제어를 결합한 이동 로봇의 강인 궤도 추적 제어

본 논문에서는 병렬 분산 보상 (PDC) 제어와 적분 슬라이딩 모드 제어 (ISMC)를 결합하여 바퀴형 이동 로봇의 강인한 궤도 추적 제어 방법을 새롭게 제안한다. PDC 제어 방법은 다른 비선형 제어 방법에 비해 비교적 간단하고 사용이 편리하다. 그리고 ISMC는 상태 변수들을 원하는 공칭 동특성을 갖는 슬라이딩 평면에 배치함으로써 초기 순간부터 모델 불확실성 및 외란에 대해 강인하고 안정적인 제어 특성을 갖게 할 수 있다. 그러므로 제안된 PDC+ISMC 궤도 추적 제어 방법은 외란에도 불구하고 강인한 궤도 추적 제어 성능을 보여준다. 제안된 궤도 추적 방법에 대해 시뮬레이션을 통하여 외란이 있는 경우의 궤도 추적 성능을 확인하였다. 제안된 방법은 외란이 증가하더라도 외란이 없을 때의 PDC 제어 방법에 의한 궤도 추적 성능을 유지하였다. 그러나 PDC 궤도 추적 방법은 외란의 크기가 증가하면 제안된 방법과는 달리 궤도 추적 오차가 크게 증가함을 알 수 있었다.