欠驱动2DTORA基于部分反馈线性化的非线性控制设计

具有旋转激励的两自由度平移振荡器(2DTORA)由未驱动的具有2个自由度直线运动的小车和安装在小车上的驱动旋转小球组成,针对这一新型的欠驱动系统,分析其动力学,研究其稳定控制方案.基于拉格朗日方程,建立系统的动力学模型,通过分析动力学的耦合,说明旋转小球目标转角设定在小车2个自由度直线运动方向上时系统是不可控的.采用部分反馈线性化技术,将系统动力学的直接驱动部分线性化,将其未直接驱动部分作为系统的内部动态考虑;选择直接驱动的自由度作为系统输出,进行反馈控制设计;通过分析系统的内部动态,证明了系统零动态的渐近稳定性,保证了整个控制系统的稳定性.最后,通过仿真实验验证了控制器的有效性.