两轮车机器人原地定位平衡的双幂次滑模控制

作者：高振宇; 庄未; 胡敏; 章坤; 郑佳秋

来源：机械设计与研究, 2021, 37(05): 15-20.

DOI：10.13952/j.cnki.jofmdr.2021.0172

• 两轮车机器人
• 定位平衡控制
• 双幂次滑模

针对一种两轮自行车机器人(Segway状态),采用双幂次滑模控制方法研究该机器人原地定位平衡控制问题。根据査普雷金方程的力学建模原理,结合机械化建模方法建立系统动力学模型;取车架俯仰角和车轮转角为输出、车轮电机力矩为输入设计双幂次滑模控制器;对系统进行数值仿真和物理样机实验研究,与其他控制器(部分反馈线性化、普通滑模等)下的控制效果进行对比,分析了双幂次滑模控制器原地定位平衡运动控制的性能。研究结果表明:双幂次滑模控制方法下的两轮车机器人原地定位平衡控制具有更强的抗干扰能力,俯仰角可由初始倾角快速调整到0附近,且具有更短的调整时间和更小的超调量。本研究可为该类型机器人在选择实现平衡运动的控制方法时提供参考和理论基础。

• 单位
  机电工程学院; 桂林电子科技大学