基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的二輪自平衡車系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用.pdf

1、二輪自平衡車以清潔電能作為動(dòng)力，具有體積小、轉(zhuǎn)彎靈活等特點(diǎn)。作為新型代步工具，二輪自平衡車已經(jīng)廣泛應(yīng)用于如：交通、勘探、救援和娛樂(lè)等多個(gè)領(lǐng)域，為環(huán)境污染，能源危機(jī)，城市擁堵問(wèn)題提供了一種有效的解決方案。二輪自平衡車在結(jié)構(gòu)上類似單階倒立擺，本質(zhì)上具有高階、非線性、強(qiáng)耦合和不穩(wěn)定等特點(diǎn)，集數(shù)據(jù)感知采集，控制方法決策和執(zhí)行機(jī)構(gòu)閉環(huán)控制等功能于一體，是進(jìn)行控制理論和應(yīng)用研究的綜合性平臺(tái)。
　　目前，滑?？刂埔呀?jīng)逐漸演變?yōu)橐环N智能控制手段，

2、在解決處理一些強(qiáng)耦合大慣性滯后嚴(yán)重等復(fù)雜、多輸入多輸出、非線性系統(tǒng)時(shí)，取得了非常好的控制效果。鑒于滑?？刂频奶攸c(diǎn)，本文基于滑模變結(jié)構(gòu)控制設(shè)計(jì)了二輪自平衡車系統(tǒng)。
　　首先，本文基于牛頓力學(xué)建立了二輪自平衡車的物理模型，對(duì)模型系統(tǒng)特性進(jìn)行了分析。然后，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種準(zhǔn)滑動(dòng)模態(tài)滑?？刂破?。該算法通過(guò)設(shè)計(jì)邊界層，采用飽和函數(shù)代替切換函數(shù)，且在邊界層外采取正常的滑模控制，而在邊界層內(nèi)切換為連續(xù)狀態(tài)的反饋控制。仿真結(jié)果表明，對(duì)比常規(guī)的