靈敏度分析在變結(jié)構(gòu)控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、兩輪不平衡小車本質(zhì)上是一個兩輪機(jī)器人模型,是一種多變量、非線性、強(qiáng)耦合的系統(tǒng),同時具有體積小、運動靈活、零轉(zhuǎn)彎半徑等特點。因此,兩輪不平衡小車是研究檢驗各種控制方法的理想平臺,又有著廣泛的應(yīng)用前景。本文以兩輪不平衡小車為對象,研究采用變結(jié)構(gòu)控制理論設(shè)計系統(tǒng)、應(yīng)用靈敏度分析理論分析改進(jìn)變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)性能的方法。
　　論文的主要工作有以下幾個方面:
　　首先,在借鑒國內(nèi)外機(jī)器人系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)上對兩輪不平衡小車系統(tǒng)進(jìn)行建模,并對原

2、系統(tǒng)的非線性模型進(jìn)行線性化,得到了線性化模型。
　　其次,將靈敏度分析應(yīng)用到了變結(jié)構(gòu)控制的性能分析中。首先找到了將狀態(tài)反饋等價于輸出反饋的方法,從而求出了狀態(tài)反饋系統(tǒng)的靈敏度函數(shù)。其次,通過狀態(tài)反饋的靈敏度函數(shù),得到變結(jié)構(gòu)控制的靈敏度函數(shù)。最后,利用靈敏度函數(shù)進(jìn)行變結(jié)構(gòu)相應(yīng)的性能分析。變結(jié)構(gòu)控制最突出的優(yōu)點是具有較強(qiáng)的魯棒性,可以通過靈敏度分析進(jìn)行檢驗修改。
　　最后,本文采用了常值切換控制、指數(shù)趨近律、準(zhǔn)滑動模態(tài)三種典型的