不穩(wěn)定小車大傾角智能控制及小傾角變結(jié)構(gòu)控制研究.pdf

1、不穩(wěn)定兩輪小車從本質(zhì)來說近似于不穩(wěn)定的機(jī)器人，它具有以下特性：多變量、非線性、耦合性強(qiáng)、時(shí)變、參數(shù)不確定性等特性。在模擬機(jī)器人的位置和姿態(tài)控制領(lǐng)域具有很強(qiáng)的對(duì)比性；此外由于其屬于非線性系統(tǒng)以及輸出受限等現(xiàn)實(shí)情況的制約，使得傳統(tǒng)的控制理論遇到極大困難，因此研究?jī)奢啿环€(wěn)定小車有著很高的理論價(jià)值以及對(duì)以后機(jī)器人的研究有著極其重要的指導(dǎo)意義。 本文首先介紹了兩輪移動(dòng)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀，基于其現(xiàn)狀及以往的工作成果，介紹了系統(tǒng)建模的過程，分析

2、引入了系統(tǒng)的非線性狀態(tài)方程和線性狀態(tài)方程。對(duì)模型的線性狀態(tài)方程進(jìn)行了系統(tǒng)性能分析，并設(shè)計(jì)了變結(jié)構(gòu)控制器：等速趨進(jìn)律控制器、指數(shù)趨近律控制器、準(zhǔn)滑動(dòng)?？刂破?。 本文采用自適應(yīng)神經(jīng)模糊控制器對(duì)小車這一非線性對(duì)象進(jìn)行大范圍控制，其主要功能是快速拉進(jìn)小車接近小角度范圍。然后控制策略切換到最佳的準(zhǔn)滑動(dòng)模態(tài)控制器。由于其大范圍的控制策略是由模糊控制來執(zhí)行，減少了控制器對(duì)模型的依賴。而在小范圍內(nèi)，滑模控制減少了模糊控制器在平衡位置的振蕩。而且