深海底蕴藏着丰富的矿产资源,随着陆上资源的日益短缺,越来越凸显深海采矿的重要性。集矿机准确的按照预定路径行走是深海采矿的一个最基本的要求。提高集矿机的轨迹跟踪精度,对提高整个采矿系统的集矿效率和工作可靠性有着重要的意义。本文研究的目的是寻找一种有效的轨迹跟踪算法,使工作于深海底、易受到随机大干扰的集矿机能以小于1m的误差跟踪规划路径行走。通过对集矿机行走特点和驱动系统分析,建立了集矿机的运动学模型、变量泵和液压马达的数学模型。运用双环控制方式实现了集矿机的轨迹跟踪,其中外环采用滑模变结构控制方式实现集矿机位姿误差跟踪,内环运用PID控制器实现了集矿机的速度跟踪。为减弱变结构系统的抖振,在设计趋近律时,采用连续函数代替符号函数。运用MATLAB工具进行了轨迹跟踪算法仿真实验研究。针对直线和圆轨迹,分别给定具有初始误差的系统初始位姿,引入速度限制和系统干扰等多种情况进行仿真。仿真结果证明,采用等速趋近律的滑模变结构控制的轨迹跟踪算法能够使机器人获得较好的跟踪效果,在较好的消除系统误差的同时,具有较小的抖振。