滑模變結(jié)構(gòu)方法在兩輪自平衡機(jī)器人上的應(yīng)用研究.pdf

1、滑模變結(jié)構(gòu)控制理論最早出現(xiàn)在上個世紀(jì)中期，其最突出的優(yōu)點(diǎn)就是針對系統(tǒng)的參數(shù)攝動和外部擾動都有著良好的魯棒性能，但本身也有不足之處，系統(tǒng)存在著一定的抖動現(xiàn)象。所以減小系統(tǒng)抖動是滑模變結(jié)構(gòu)理論能夠很好發(fā)展應(yīng)用的前提。
　　兩輪自平衡機(jī)器人與倒立擺原理相似。該系統(tǒng)具有一定時變性、多變量性、非線性和參數(shù)不確定性。在實(shí)際應(yīng)用過程中，隨著環(huán)境的不斷變化，路面狀況和小車本身載物情況，在很大程度上會影響系統(tǒng)性能。本文基于兩輪自平衡機(jī)器人研究和驗(yàn)證

2、滑模變結(jié)構(gòu)算法所設(shè)計的控制器具有良好的穩(wěn)定特性，并在實(shí)時控制中得到驗(yàn)證。
　　本文首先介紹了滑模變結(jié)構(gòu)控制理論基礎(chǔ)，滑模變結(jié)構(gòu)控制的概念、基本原理和性質(zhì)。系統(tǒng)經(jīng)過數(shù)學(xué)建模及線性化后再把系統(tǒng)解耦，可以得到位移傾角系統(tǒng)和轉(zhuǎn)彎系統(tǒng)。根據(jù)滑模變結(jié)構(gòu)理論設(shè)計了基于指數(shù)趨近律的控制器。在此基礎(chǔ)上對趨近律控制器進(jìn)行了改進(jìn)，提出了準(zhǔn)滑模控制器和自適應(yīng)滑?？刂破?。對兩輪自平衡機(jī)器人進(jìn)行MATLAB仿真，同時檢驗(yàn)了改進(jìn)后的控制器對外界抗干擾能力和系統(tǒng)