【摘 要】
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研究轴对称3D刚体摆悬垂平衡位置处的姿态控制问题.3D刚体摆由一个刚体组成,刚体在恒重力的作用下绕一固定且无摩擦的支点三自由度旋转,它是一种更广泛意义的刚体摆模型.当刚
【机 构】
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北京信息科技大学自动化学院,北京,100192
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研究轴对称3D刚体摆悬垂平衡位置处的姿态控制问题.3D刚体摆由一个刚体组成,刚体在恒重力的作用下绕一固定且无摩擦的支点三自由度旋转,它是一种更广泛意义的刚体摆模型.当刚体为轴对称情况时,如果它绕对称轴旋转的角速度为零,3D刚体摆的动力学模型可退化成2D球摆；如果它绕对称轴旋转的角速度为非零常数,其动力学模型可退化成Lagrange陀螺.利用2-1-3欧拉姿态角描述方式建立轴对称3D刚体摆的数学模型,并针对轴对称3D刚体摆悬垂平衡位置处的姿态控制问题设计分层滑模控制器.分层滑模控制方法将系统状态分成两个子系统分别构造滑动平面,采用Lyapunov方法来确定总控制量,该总控制量含有各个子系统的等效控制分量,因此可以保证各个子系统分别进入其各自的滑动平面,并沿滑动平面运动.仿真结果表明分层滑模控制器对轴对称3D刚体摆悬垂平衡位置处的姿态控制是可行和有效的.
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