兩輪移動小車的模型分析及滑模控制策略研究.pdf

1、兩輪移動小車系統(tǒng)作為一類典型的非線性系統(tǒng),廣泛應(yīng)用于各種復(fù)雜環(huán)境場合中實(shí)現(xiàn)自身平衡、自主導(dǎo)航、路徑規(guī)劃等多種任務(wù)。其自身不穩(wěn)定的動態(tài)特性和非線性特征,對研究非線性理論和驗(yàn)證各種復(fù)雜控制算法提供了一個(gè)較為理想的平臺。
　　論文研究的重點(diǎn)針對兩輪移動小車運(yùn)動平衡控制這一核心問題展出相關(guān)研究分析。為滿足系統(tǒng)的魯棒性要求設(shè)計(jì)了一類滑?？刂破?針對其抖振問題分別從邊界層角度和高階滑模角度提出兩種相應(yīng)的解決方法。在運(yùn)動規(guī)劃過程中為提高系統(tǒng)電池

2、使用效率設(shè)計(jì)了一類基于粒子群優(yōu)化的能量控制方法。
　　論文主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)滑?？刂齐m然具有較強(qiáng)的抗干擾能力,但其出現(xiàn)的抖振現(xiàn)象一直影響著系統(tǒng)的性能。通常抑制抖振常用的兩種方法為邊界層方法和高階滑?？刂品椒ā＿吔鐚臃椒〞档突？刂频目垢蓴_能力,所以論文在邊界層方法上研究設(shè)計(jì)了一類全局改進(jìn)積分模糊滑模控制方法,通過引入一個(gè)調(diào)整因子根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)變量實(shí)時(shí)對控制器部分進(jìn)行調(diào)節(jié),起到柔化控制輸入、減弱抖振的作用

3、,保證魯棒性的同時(shí)也使系統(tǒng)具有較好的暫態(tài)特性。
　　(2)從高階滑模控制方法角度設(shè)計(jì)了一類自適應(yīng)二階super-twising滑?？刂品椒ā６A滑模的設(shè)計(jì)思想主要是將不連續(xù)控制作用在滑模面變量的二階微分上,可以有效地削弱抖振現(xiàn)象。論文在二階super-twisting算法基礎(chǔ)上,對其控制參數(shù)設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)控制律,不僅減少了二階滑模控制中參數(shù)選取的復(fù)雜性,也消除二階滑模中一階導(dǎo)數(shù)邊界已知條件的局限性。
　　(3)兩輪移動小車