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移动机器人中的控制学问题
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1. 移动机器人运动控制
“天下武功，唯快不破”，移动机器人一般通过电机控制轮子完成移动。作为末端执行机构，电机的运动控制要求响应快（毫秒级响应时间），精度高。目前，典型的电机控制是一个串级控制系统，由三个闭环反馈组成，即位置环，速度环，电流环。
OK，控制模块本质上就是三个PID嵌套，So easy。老师告诉我们，目前90%以上控制系统使用的都是PID，因为PID真的很鲁棒。另外，对于移动机器人的主动轮电机，往往以控制电机转速为被控变量，此时没有*外面的位置环，只需要速度环，电流环两个环即可。
OK，控制模块本质上就是三个PID嵌套，So easy。老师告诉我们，目前90%以上控制系统使用的都是PID，因为PID真的很鲁棒。另外，对于移动机器人的主动轮电机，往往以控制电机转速为被控变量，此时没有*外面的位置环，只需要速度环，电流环两个环即可。
2. 机器人运动模型
模型是一切控制系统的基础，机器人运动模型描述的是移动机器人主动轮转动的速度与机器人整体运动状态的关系，不同底盘构造的移动人运动模型大不相同。常见机器人运动模型有三种：单舵轮、双轮差动、双舵轮。
3. 路径跟踪
控制论中经典Tracking问题，即给定一条轨迹，移动机器人需要尽量沿轨迹行走，控制目标是尽量减小机器人实际行走路线与规划轨迹的偏差。
*简单的实现路径跟踪的方法是反馈控制思想，即获取当前机器人运动方向与轨迹曲线的切线方向的偏差Δα，获取机器人运动中心与轨迹曲线的距离偏差Δβ，将二者作为反馈量引入闭环控制，采用一定的比例控制率计算所需的线速度与角速度。
*简单的实现路径跟踪的方法是反馈控制思想，即获取当前机器人运动方向与轨迹曲线的切线方向的偏差Δα，获取机器人运动中心与轨迹曲线的距离偏差Δβ，将二者作为反馈量引入闭环控制，采用一定的比例控制率计算所需的线速度与角速度。
4. 多机调度
实际场景中往往需要多台机器人同时在线解决复杂的多项任务，多机调度系统需要优化每个移动机器人的行走路径，避免路径死锁，也就是路径互相被占，且无法自主释放。
除了需满足不死锁的基本要求，多机调度系统更需要合理分配任务至每个移动机器人以提升总体任务执行效率，同时选择合适时机分配空闲的移动机器人自动充电。
除了需满足不死锁的基本要求，多机调度系统更需要合理分配任务至每个移动机器人以提升总体任务执行效率，同时选择合适时机分配空闲的移动机器人自动充电。