基于虚拟完整约束的欠驱动球摆系统稳定性控制

摘要

应用虚拟完整约束方法分析了欠驱动球摆系统的控制稳定问题。首先建立球摆系统的拉格朗日动力学模型,确定系统广义坐标间的线性约束关系,利用反馈线性化方法求得系统的状态方程,并设计出基于线性二次调节器的反馈控制器。仿真结果表明摆球可以在铅垂面内进行周期摆动且运动轨迹与期望结果相吻合,证明了虚拟约束方法对欠驱动球摆系统稳定控制的可行性和有效性,为以后解决其他高阶复杂欠驱动系统的控制问题提供了新的思路。