力学与实践

作者：韦赵滨, 张奇志, 周亚丽,

关键词：无人驾驶自行车, 非线性系统, 欠驱动, 滑模控制, 鲁棒性,

通过把无人驾驶自行车看作4个刚体，根据各个刚体的运动特性，采用拉格朗日方程法建立了欠驱动、非线性的动力学模型，研究了无人自行车自平衡运动的控制问题。针对系统的欠驱动特点，采用矩阵变换设计了一种欠驱动滑模控制器(underactuated sliding mode controller, USMC)，通过车把转角和车体倾角的反馈信息来控制车把转角以实现无人驾驶自行车的平衡控制。根据李雅普诺夫稳定性理论和Hurwitz稳定判据确定欠驱动滑模控制器参数并进行仿真实验研究。仿真实验表明，欠驱动滑模控制算法能实现无人驾驶自行车在平面内的自平衡运动，在动态性能上优于比例微分(proportional-derivative，PD)控制算法，并具有较好的抗扰性能。

来源：2024年第5期

《力学与实践》期刊编辑部

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