兩輪不穩(wěn)定小車(chē)靈敏度分析及控制算法比較研究.pdf

1、兩輪不穩(wěn)定小車(chē)是一種特殊輪式移動(dòng)機(jī)器人，是復(fù)雜系統(tǒng)的一個(gè)例子。其動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)具有多變量、非線(xiàn)性、強(qiáng)耦合、參數(shù)不確定性等特性，其運(yùn)動(dòng)環(huán)境復(fù)雜且運(yùn)動(dòng)學(xué)方程受到非完整約束，其控制任務(wù)復(fù)雜，在完成平衡控制的同時(shí)完成路徑規(guī)劃、路徑跟蹤等任務(wù)。因此，不穩(wěn)定小車(chē)是學(xué)習(xí)和研究各種控制方法的理想實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。而系統(tǒng)靈敏度是研究參數(shù)不確定性對(duì)系統(tǒng)性能影響的理論，對(duì)兩輪不穩(wěn)定小車(chē)進(jìn)行靈敏度分析是深入研究必須要做的工作。
　　 本文具體工作主要有如下幾點(diǎn)。第

2、一，通過(guò)分析和借鑒國(guó)內(nèi)外兩輪不穩(wěn)定小車(chē)的結(jié)構(gòu)組成，參與了兩輪不穩(wěn)定小車(chē)控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)、電路及軟件設(shè)計(jì)，調(diào)通了整個(gè)系統(tǒng)。第二，在結(jié)構(gòu)參數(shù)方面著重分析了車(chē)體質(zhì)量以及車(chē)體質(zhì)心高度變化時(shí)，對(duì)小車(chē)魯棒性的影響，并得出一些結(jié)論。第三，經(jīng)過(guò)比較研究得知，采用泰勒級(jí)數(shù)線(xiàn)性化和模糊線(xiàn)性化方法在平衡點(diǎn)附近得到的線(xiàn)性模型是相同的，基于非線(xiàn)性反饋線(xiàn)性化方法也得到了系統(tǒng)的線(xiàn)性模型，然后對(duì)這兩種線(xiàn)性模型設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，后者明顯具有更好的魯棒性。第四，基于在平衡