基于虛擬完整約束的欠驅動球擺系統穩定性控制

摘要：應用虛擬完整約束方法分析了欠驅動球擺系統的控制穩定問題。首先建立球擺系統的拉格朗日動力學模型,確定系統廣義坐標間的線性約束關系,利用反饋線性化方法求得系統的狀態方程,并設計出基于線性二次調節器的反饋控制器。仿真結果表明擺球可以在鉛垂面內進行周期擺動且運動軌跡與期望結果相吻合,證明了虛擬約束方法對欠驅動球擺系統穩定控制的可行性和有效性,為以后解決其他高階復雜欠驅動系統的控制問題提供了新的思路。