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四向移动机器人ESO降阶滑模控制算法设计
目录
四向移动机器人ESO降阶滑模控制算法设计（1）．．．．．．．．．．．．．．．．．3
一、文档概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3
二、四向移动机器人系统概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4
四向移动机器人结构介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6
机器人运动学建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
机器人动力学建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
三、ESO降阶滑模控制理论基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
滑模控制原理简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18
ESO扩展状态观测器概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
降阶滑模控制设计思路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
四、四向移动机器人ESO降阶滑模控制算法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．24
系统状态分析与滑模面设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
基于ESO的状态重构与降阶处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29
控制器设计与稳定性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31
仿真验证与性能评估．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
五、算法实现与优化探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
控制算法实现流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39
关键技术参数优化方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43
实时性能优化策略探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46
六、实验验证与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48
实验平台搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49
实验方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
实验结果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52
七、结论与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54
研究成果总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56
对未来研究的展望与建议．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．57
四向移动机器人ESO降阶滑模控制算法设计（2）．．．．．．．．．．．．．．．．60
一、内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61
1.1研究背景及意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．61
1.2四向移动机器人发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64
1.3滑模控制技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．65
1.4ESO降阶方法介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．67
1.5本文研究内容及框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．68
二、四向移动机器人动力学建模．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．69
2.1四向移动机器人结构分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．73
2.2机器人运动学模型建立．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．74
2.3机器人动力学方程推导．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78
2.4机器人模型降阶需求分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．81
三、ESO降阶滑模控制算法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．85
3.1滑模控制基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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