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摘要
针对欠驱动旋转激励平移振荡器（translational oscillations with a rotational actuator, TORA）系统的控制问题,使用了一种自耦PID （self-coupling proportional-integral-differential, SCPID）控制方法.该方法首先利用坐标变换使TORA系统的质心映射为Huygens振动中心,以实现新系统控制输入解耦,避免零动态不稳定问题;然后以Huygens振动中心设计平移位置的SCPID控制器,并同时获得小球偏转角度的虚拟指令,进而设计小球偏转角度的SCPID控制器,从而实现TORA系统的平衡点跟踪控制;最后在复频域对闭环控制系统的稳定性进行严格的数学分析和证明.仿真及与其他方法的对比结果表明,本文设计的控制算法简单高效,在欠驱动控制系统领域具有实际应用价值.
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