1. 跟蹤效果分析
1.1. 無震蕩邓馒，圓的半徑在縮小
從上述兩幅圖中争剿，可以看出軌跡跟蹤的誤差在發(fā)散，但是角度的誤差保持恒定，這對于軌跡跟蹤的實際要求是無法接受的戳寸！
基礎(chǔ)設(shè)定
- 針對過渡過程會使得響應(yīng)變慢的問題，將過渡過程從控制器中剔除匿沛，直接對
V1和V2兩個信號進行賦值龄章，V1為目標(biāo)點的(x,y,yaw),V2為軌跡對應(yīng)的速度值(dx,dy,dr)； - 鑒于實際規(guī)劃過程中撕予，軌跡規(guī)劃的起點是在機器人的當(dāng)前位置鲫惶，所以這里沒有添加起始誤差，而是直接將起始位置點放置在軌跡的初始位置上实抡；如果加入初始誤差欠母，直接跟蹤軌跡的航向角信號時欢策，將無法正常跟上軌跡！
- 鑒于穩(wěn)態(tài)誤差過大赏淌，該測試沒有添加任何干擾因素踩寇。
誤差分析
實驗軌跡是光滑的，且沒有發(fā)生航向角的震蕩問題猜敢，這也是我們期望的姑荷，但是穩(wěn)態(tài)誤差呈現(xiàn)發(fā)散的狀態(tài)，這就讓人無法接受啦缩擂！且經(jīng)過長時間的運行檢驗鼠冕，實驗結(jié)果表明，運動半徑在以一個微小的速度進行減小胯盯，運動角速度收斂為一個定值懈费，縱向速度的衰減極小，且衰減趨勢呈減小趨勢博脑，但是運動軌跡的偏移在變大憎乙，且每圈的偏移呈減小趨勢。實際軌跡的航向角誤差保持恒定叉趣，運動半徑不斷縮小的淺層原因泞边，是由于恒定角速度跟蹤正常，而由于線加速度的異常變化疗杉，導(dǎo)致恒定線速度跟蹤無法收斂到指定的軌跡速度阵谚，甚至處于減小的情況。針對這種情況烟具，起因可能是軌跡的線速度和角速度初值梢什、初始的線速度和角速度誤差、觀測器帶寬朝聋，控制器帶寬嗡午、跟蹤航向角和方位角的誤差變化，亦或是線速度和角速度跟蹤的跟蹤快慢冀痕、優(yōu)先問題等荔睹。故根據(jù)如上分析，做出如下控制調(diào)整：
初始的線速度和角速度誤差：修改之后金度，無任何變化应媚；軌跡的角速度和線速度設(shè)定值：修改之后，無任何變化猜极；角度觀測器帶寬和控制器帶寬：兩者單獨修改之后中姜，無任何變化；- 位置觀測器帶寬和控制器帶寬：單獨增加位置觀測器帶寬之后，初始位置誤差得到一定的減小丢胚，但依然存在類似的向心衰減情況翩瓜，速度減小携龟；單獨增加位置控制器帶寬之后兔跌，初始位置誤差離心脫離初始軌跡，表現(xiàn)出離心增大峡蟋，速度增大坟桅；兩者的帶寬同時增加時，跟蹤的穩(wěn)態(tài)誤差出現(xiàn)離心增大的情況蕊蝗，速度增加仅乓，表明控制器帶寬的影響比重更大。
所以通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)帶寬應(yīng)該能夠較好地控制軌跡跟蹤的穩(wěn)態(tài)誤差蓬戚，但是誤差總會是發(fā)散的夸楣，其誤差的根本來源是追蹤方位角和航向角之間的誤差引起的； - 跟蹤航向角和方位角的誤差變化：根據(jù)1.2的相關(guān)結(jié)果可知子漩，該因素確實影響了穩(wěn)態(tài)誤差豫喧，通過將跟蹤航向角修改為跟蹤方位角可以消除穩(wěn)態(tài)誤差的存在！所以在軌跡跟蹤過程中幢泼，應(yīng)該優(yōu)先考慮跟蹤方位角紧显，而不是航向角。
- 線速度和角速度跟蹤的跟蹤快慢缕棵、優(yōu)先問題：單獨調(diào)節(jié)兩者的觀測器和控制帶寬確實能夠影響到穩(wěn)態(tài)誤差的大小鸟妙，這說明兩者確實需要一個均衡問題，但是這樣并不能從根本上解決軌跡跟蹤的誤差問題挥吵。
1.2. 震蕩，圓的半徑保持一致
從上述兩幅圖中花椭，可以看出軌跡跟蹤的位置誤差和角度誤差保持在一定范圍內(nèi)忽匈，且呈現(xiàn)震蕩，航向角時而向心矿辽，時而離心丹允；更令人沮喪的是，機器人運動的線速度袋倔、角速度雕蔽、線加速度和角加速度也在呈現(xiàn)震蕩情況，這對于執(zhí)行機構(gòu)是沒法接受的宾娜！
基礎(chǔ)設(shè)定
- 針對過渡過程會使得響應(yīng)變慢的問題批狐，將過渡過程從控制器中剔除，直接對
V1和V2兩個信號進行賦值，V1為目標(biāo)點的(x,y,angle),但angle不是軌跡的航向角嚣艇，而是當(dāng)前到目標(biāo)點的方位角,V2為軌跡對應(yīng)的速度值(dx,dy,dr)承冰； - 鑒于實際規(guī)劃過程中，軌跡規(guī)劃的起點是在機器人的當(dāng)前位置食零，所以這里沒有添加起始誤差困乒，而是直接將起始位置點放置在軌跡的初始位置上；如果加入初始誤差贰谣，直接跟蹤軌跡的方位角信號時娜搂，運行一段時間之后，機器人可以正常跟上軌跡吱抚！
- 鑒于穩(wěn)態(tài)誤差過大百宇，該測試沒有添加任何干擾因素。
誤差分析
運動軌跡是存在過大的轉(zhuǎn)折频伤，運動呈現(xiàn)一種不連續(xù)的狀態(tài)恳谎。其本質(zhì)是由于跟蹤信號中的方位角angle是震蕩的，從而引發(fā)了實際運動軌跡的航向角也是處于一種震蕩的狀態(tài)憋肖，跟蹤信號中的方位角angle發(fā)生震蕩是由于角速度過快因痛，離散的時間間隔過大，且觀測器響應(yīng)的帶寬過小岸更，控制器增益過小導(dǎo)致的鸵膏。故對航向角控制器進行單獨的如下調(diào)節(jié)：
- 采樣頻率是由實際系統(tǒng)決定的，故離散的時間間隔無法進行調(diào)節(jié)怎炊；
- 角速度減小能夠有效地降低系統(tǒng)震蕩的幅度谭企，但沒法降低震蕩的頻率，在一定程度上能夠緩解這種情況评肆，但是實際應(yīng)用角速度不能過小债查，否則將無法滿足實際的應(yīng)用需求；
- 角度觀測器響應(yīng)帶寬增大瓜挽，可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和跟蹤速度盹廷，提高控制的穩(wěn)定性，但會導(dǎo)致控制器輸出過大久橙，不利于工程應(yīng)用俄占，且增大帶寬會放大系統(tǒng)噪聲。更重要的是淆衷，根據(jù)仿真結(jié)果可知缸榄，提高觀測器的帶寬，實際提升效果有限祝拯。
- 角度控制器增益增大甚带，能夠有效地消除震蕩，極大地降低系統(tǒng)震蕩的頻率和幅度，可以提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度和系統(tǒng)的跟蹤能力欲低，控制器增益過大會導(dǎo)致輸出過大辕宏，不符合工程應(yīng)用要求(，卻是仿真效果最優(yōu)方案)砾莱。而控制器增益減小瑞筐，會延長系統(tǒng)穩(wěn)定的時間和降低系統(tǒng)穩(wěn)定能力，使得整體跟蹤效果變差腊瑟。
1.3. 震蕩聚假，圓的半徑保持一致(采用跟蹤微分器)
從上述幾幅圖中，可以看出軌跡跟蹤的位置誤差和角度誤差保持在一定范圍內(nèi)闰非，且呈現(xiàn)震蕩膘格，航向角時而向心，時而離心财松；更令人沮喪的是瘪贱，機器人運動的線速度、角速度辆毡、線加速度和角加速度也在呈現(xiàn)震蕩情況菜秦，這對于執(zhí)行機構(gòu)是沒法接受的！
基礎(chǔ)設(shè)定
- 本次設(shè)定與上述兩次測試最大的不同舶掖，
就在針對過渡過程會使得響應(yīng)變慢的問題球昨，選擇了將過渡因子調(diào)大，設(shè)定為100眨攘，而不是將過渡過程從控制器中剔除主慰，直接對V1信號進行賦值，V1為目標(biāo)點的(x,y,angle),但angle不是軌跡的航向角鲫售，而是當(dāng)前到目標(biāo)點的方位角,V2信號由跟蹤微分器產(chǎn)生共螺； - 鑒于實際規(guī)劃過程中，軌跡規(guī)劃的起點是在機器人的當(dāng)前位置情竹，所以這里沒有添加起始誤差璃谨，而是直接將起始位置點放置在軌跡的初始位置上；如果加入初始誤差鲤妥，直接跟蹤軌跡的方位角信號時，運行一段時間之后拱雏，機器人可以正常跟上軌跡棉安！
- 鑒于穩(wěn)態(tài)誤差過大，該測試沒有添加任何干擾因素铸抑。
誤差分析
其本質(zhì)是跟蹤信號的震蕩引起的贡耽，有了之前兩次測試的經(jīng)驗，這里只考慮跟蹤微分器的過渡因子r0和角度控制器帶寬wc的影響
- 跟蹤微分器響應(yīng)因子
r0：將角度的響應(yīng)因子設(shè)定為100，結(jié)果還是存在震蕩的情況蒲赂，響應(yīng)的速度可以微弱地影響震蕩阱冶，效果不大，但是沒法消除滥嘴； - 角度控制器帶寬
wc：由于過渡過程的引入木蹬，導(dǎo)致控制器的帶寬需要進一步加大，故當(dāng)過渡因子設(shè)定為100時若皱，帶寬需要設(shè)定為6镊叁；而不存在過渡過程時，帶寬只需要設(shè)定為5走触；
2. 跟蹤誤差分析
TODO:針對不同軌跡的穩(wěn)態(tài)誤差情況進行分析和總結(jié)：
但是由于跟蹤的軌跡是圓形晦譬，二階導(dǎo)數(shù)時刻存在，因而效果有限互广。
