基于反馈线性化的软壳体球形机器人纵向运动控制

发布时间：2018-04-28 04:58

  本文选题：球形机器人 + 动力学普遍原理　； 参考：《机械工程学报》2017年03期

【摘要】：针对球形机器人运动强烈的非线性,考虑自主研制的软壳体球形机器人弹性变形特性和与地面接触状态的不同,为了对球形机器人的纵向运动位置和姿态进行镇定控制,研究设计一种基于反馈线性化方法的控制器。基于动力学普遍原理建立球形机器人纵向纯滚动的动力学模型,通过对模型分析得到了该机器人运动性能优于硬质球壳机器人的结论。通过对系统的能量分析,提出一种适用于多输入多输出系统的反馈线性化控制方法,保证机器人纵向滚过角度跟踪期望值的同时收敛到稳定姿态。通过Matlab-Simulink仿真验证了该控制器的有效性。
[Abstract]:In view of the strong nonlinearity of spherical robot motion, considering the elastic deformation characteristics and the contact state between the spherical robot and the ground, the position and attitude of the spherical robot are controlled in order to stabilize the position and attitude of the spherical robot. A controller based on feedback linearization is proposed. Based on the general principle of dynamics, the dynamic model of spherical robot with longitudinal pure rolling is established. The conclusion is drawn that the kinematic performance of the robot is superior to that of the rigid spherical shell robot through the analysis of the model. Based on the energy analysis of the system, a feedback linearization control method for multi-input and multi-output systems is proposed to ensure that the robot can converge to a stable attitude while tracking the desired values in the longitudinal rolling angle. The effectiveness of the controller is verified by Matlab-Simulink simulation.
【作者单位】： 解放军理工大学野战工程学院;解放军理工大学指挥军官基础教育学院;
【基金】：国家博士后基金特别资助项目(2010471824)
【分类号】：TP242

【参考文献】

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【二级参考文献】

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本文编号：1813861