欠驱动惯性轮摆系统全局滑模控制.PDFVIP

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: /publication/309573670 (2016 ) Data · ovember 2016 CITATIO S READS 0 12 3 authors, including: ing Sun He Chen ankai University ankai University 56 PUBLICATIO S 640 CITATIO S 20 PUBLICATIO S 110 CITATIO S SEE PROFILE SEE PROFILE All content following this page was uploaded by ing Sun on 01 ovember 2016. The user has requested enhancement of the downloaded file. 第33 卷第5 期 控制 理 论 与 应 用 Vol. 33 No. 5 2016 年5 月 Control Theory Applications May 2016 DOI: 10.7641/CTA.2016.50135 欠欠欠驱驱驱动动动惯惯惯性性性轮轮轮摆摆摆系系系统统统全全全局局局滑滑滑模模模控控控制制制 孙 宁, 方勇纯 , 陈 鹤 (南开大学机器人与信息自动化研究所, 天津300353; 南开大学天津市智能机器人技术重点实验室, 天津300353) 摘要: 针对欠驱动惯性轮摆的镇定控制问题, 本文提出了一种新型的滑模鲁棒控制策略, 可在系统受到不确定性 与外界干扰影响的情况下, 实现全局渐近镇定控制. 区别于现有方法, 本文方法无需切换, 且能将无驱动的摆杆摇起 至竖直向上位置的同时, 确保惯性轮回到初始位置. 具体而言, 首先对惯性轮摆系统的非线性模型进行非奇异坐标 变换, 将其变为类积分器形式. 随后, 根据转换后系统的形式, 构造了一种新型的滑模面; 经严格分析知, 当系统状 态处于该滑模面上时, 它们将渐近收敛于平衡点. 在此基础之上, 设计了滑模控制律以确保系统状态始终处于该滑 模面上, 以实现镇定控制. 最后, 通过仿真验证了所提控制方法的有效性与鲁棒性, 并与现有方法进行了对比. 关键词: 欠驱动系统; 惯性轮摆; 滑模控制; 不确定性系统 中图分类号: TP273 文献标识码: A Global sliding mode control of underactuated inertia wheel pendulum systems