一种独轮机器人的滑模控制  

Slidilng-mode Control of a Unicycle Robot

作　　者：阮晓钢[1] 胡敬敏[1] 王启源[1] 刘航[1] 

机构地区：[1]北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京100124

出　　处：《控制工程》2011年第1期128-132,共5页Control Engineering of China

基　　金：国家"863计划"项目(2007AA04Z226);国家自然科学基金资助项目(60774077);北京市教委和北京市自然科学基金重点基目(KZ200810005002);北京市人才强教计划项目

摘　　要：针对一种由一个车轮驱动并控制前向平衡、并由电机驱动惯性轮形成反力矩来控制侧向平衡的独轮机器人系统,提出了一种分组分层滑模变结构控制方法。该方法根据机器人动力学模型特点,将系统看作两个单输入系统组合,并分别针对每个单输入系统设计分层滑模控制器,从而实现机器人的运动平衡控制。从理论上证明了各层滑动平面的渐近稳定性,并通过仿真实验验证了控制方法的有效性和鲁棒性。A kind of unicycle robot is studied,which is driven to keep longitude stability and lateral stability by a wheel and a motor driven disk respectively,and presents a grouping hierarchical sliding-model method.According to the dynamic characteristics of the unicycle robot,the system is seen as a combination of two single-input systems.For each single-input system,a hierarchical sliding-mode controller is then designed to achieve balance and the movement control of the system.The asymptotic stability of all sliding planes is also proved theoretically,and the results of the simulation confirm the controller＇s validity and robustness.

关 键 词：独轮机器人 滑模控制 运动平衡控制 分层 

分 类 号：TP27[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]