基于反馈线性化的两轮自平衡汽车侧倾动态响应控制

Lateral transient response control of two-wheeled self-balancing vehicle based on feedback linearization method

针对采用控制力矩陀螺仪的两轮自平衡汽车侧倾姿态的动态响应控制问题,提出了基于反馈线性化的综合控制方法。该控制方法利用反馈线性化控制方法将两轮自平衡汽车的非线性动力学模型转换为线性动力学模型。基于线性动力学模型,利用状态反馈方法配置线性动力学模型的极点,设计两轮自平衡汽车动态响应过程。针对所设计的动态响应过程中的力矩需求,利用PI控制器实现控制力矩陀螺仪的力矩输出调节。采用传递函数方法证明了所设计的两轮自平衡汽车控制系统的输入输出稳定性。最后给出了具体的算例仿真验证了所提出的基于反馈线性化综合控制方法对两轮自平衡汽车动态响应过程控制的有效性。