兩輪不穩(wěn)定小車靈敏度分析及控制算法比較研究.pdf

1、兩輪不穩(wěn)定小車是一種特殊輪式移動機器人，是復雜系統(tǒng)的一個例子。其動力學系統(tǒng)具有多變量、非線性、強耦合、參數(shù)不確定性等特性，其運動環(huán)境復雜且運動學方程受到非完整約束，其控制任務(wù)復雜，在完成平衡控制的同時完成路徑規(guī)劃、路徑跟蹤等任務(wù)。因此，不穩(wěn)定小車是學習和研究各種控制方法的理想實驗平臺。而系統(tǒng)靈敏度是研究參數(shù)不確定性對系統(tǒng)性能影響的理論，對兩輪不穩(wěn)定小車進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。第

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