單軌車輛自平衡控制研究.pdf

1、單軌車輛是指類似于自行車這樣的車輪縱向排列的一類交通工具。單軌車輛由于其特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)，在靜態(tài)狀態(tài)下側(cè)向不能穩(wěn)定平衡，若要其穩(wěn)定移動必須施加平衡控制。另外，單軌車輛是典型的多變量、不穩(wěn)定、非線性的欠驅(qū)動系統(tǒng)，可以用來驗(yàn)證各種控制算法。所以對于單軌車輛的研究具有實(shí)際意義。
　　本文針對單軌車輛的自平衡控制問題進(jìn)行了研究，主要的研究內(nèi)容如下：
　　首先，介紹了單軌車輛的研究現(xiàn)狀和主要研究方法，如關(guān)于單軌車輛的近幾十年的國內(nèi)外研究

2、現(xiàn)狀，分析并總結(jié)了單軌車輛現(xiàn)有的研究成果和各種控制方法，也對本文設(shè)計控制器的理論背景做了簡單介紹。
　　其次，針對單軌車輛控制系統(tǒng)，介紹了單軌車輛如何保持其機(jī)械穩(wěn)定，以及一些對其穩(wěn)定性具有重要影響力的因素：例如單軌車輛舵尾角度，單軌車輛舵尾長度，單軌車輛前叉陀螺效應(yīng)，單軌車輛前后輪與地面之間的摩擦力等。列舉了兩個現(xiàn)階段運(yùn)用得較為廣泛的控制方法。借鑒上述的單軌車輛建模，論文建立了研究的單軌車輛動力學(xué)模型。
　　然后，依據(jù)論文的

3、單軌車輛動力學(xué)模型，設(shè)計了一種滑?？刂破?。在國內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)中，滑?？刂评碚摫粡V泛地應(yīng)用在單軌車輛的控制中。在滑?？刂浦?，控制器能克服系統(tǒng)的不確定性，并對干擾和未建模動態(tài)具有很強(qiáng)的魯棒性，尤其對非線性系統(tǒng)的控制具有良好的控制效果。最后通過MATLAB仿真展示了滑?？刂破鞯目刂菩Ч?br>　　最后，論文設(shè)計了有限時間控制器來控制單軌車輛的平衡。由于滑?？刂频闹饕秉c(diǎn)也是其最致命的缺點(diǎn)，就是在達(dá)到滑動狀態(tài)的同時也會伴隨著高頻的抖動出現(xiàn)。論