球形机器人的建模与控制研究

• 作者: 刘蕾 杨彬 王志群 董春
• 来源期刊: 自动化仪表
• 学科: 工学
• 关键词: 球形机器人 动力学模型 四元数 Kane方程 滑模变结构控制 自适应模糊控制 减振 轨迹跟踪
• 年，卷（期）: 2016,（6）
• 所属期刊栏目: 智能检测与控制
• 页码范围: 79-82,85
• 页数: 5页
• 分类号: TH7|TP242
• 字数: 4223字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16086/j.cnki.issn1000-0380.201606020

摘要

设计了一种通过三个惯性轮驱动的球形机器人，基于角动量守恒定律实现机器人移动。利用四元数及Kane方程建模方法，建立了球形机器人的完整动力学模型，给出了控制其运动的微分方程组，进而设计一个自适应模糊滑模变结构控制器，以实现对参数及动力学模型不精确的球形机器人的位置控制。为了减弱系统的抖振，通过对滑模控制器中的切换项进行模糊逼近，使切换项连续化。轨迹跟踪的仿真和试验表明，该控制器在参数不确定和动力学模型不精确的系统中有良好的表现。