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国内刊号：21-1124/TP
国际刊号：1001-0920
发布日期:
作者：宁一高,岳明,许媛,于紫龙
单位：大连理工大学汽车工程学院，辽宁大连116024,,大连理工大学汽车工程学院，辽宁大连116024,,大连理工大学汽车工程学院，辽宁大连116024,,大连理工大学汽车工程学院，辽宁大连116024,
关键词：两轮自平衡车;自主运动控制;轨迹跟踪;非奇异终端滑模;线性二次型调节器;IMU/UWB
基金：国家自然科学基金项目(61573078, 61873047)；辽宁省自然科学基金项目(20170540171).
两轮自平衡车的精确轨迹跟踪技术是实现其自主运动控制的基础.为此,采用拉格朗日法建立两轮自平衡车的动力学模型,并据此提出基于非奇异终端滑模(NTSM)和线性二次型调节器(LQR)的两轮自平衡车轨迹跟踪控制器.在Matlab/Simulink环境下,对所设计的轨迹跟踪控制器进行性能仿真,结果显示,两轮自平衡车能够精确跟踪所给定的参考轨迹,初步表明了所提出轨迹跟踪控制器的有效性.在此基础上,使用STM32F103C8T6单片机,并结合惯性测量组件(IMU)和超宽带(UWB)定位技术对所设计的轨迹跟踪控制器进行硬件实现.实验结果表明,两轮自平衡车能够对给定的参考轨迹进行良好跟踪,横坐标偏差小于0.2m,纵坐标偏差小于0.2m,转向角偏差小于0.07rad,车身倾角除了初始时的波动外均小于0.05rad.
来源：2019年第12期
《控制与决策》期刊编辑部
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