摘要：非线性系统分析的核心归结为系统状态方程的求解问题,对于一般非线性控制系统,通过引入由状态量、控制量与自变量时间坐标构成的"广义状态空间",在广义状态空间一点将方程的右端展开为时间的Taylor级数,进一步直接积分获得非线性控制系统状态方程关于自变量时间的级数解.以球型机器人这种存在耦合的非线性系统为例,设计一种自适应滑模控制器,利用本文提出的解法得出了控制量与输出量的解析解,并仿真验证了方法的正确性.

摘要：针对球型机器人运动过程中自平衡差的问题,设计了一种基于单片机的球型机器人控制系统。系统以单片机STM32F103为核心;使用MPU-6050六轴传感器进行姿态检测,采用卡尔曼滤波对加速度计和陀螺仪的数据进行融合;通过编写相应的控制算法程序,有效地改善球型机器人运动过程中的自平衡。最后对球型机器人控制系统进行了试验与调试,结果表明该控制系统的设计方案可行,达到了控制要求。

摘要：提出了一种采用同轴向双偏心质量转子结构的球型机器人设计方案。该方案在球形机器人同一直径方向上安装对称的两个偏心质量转子,通过改变偏心转子的运动状态,实现球形机器人的直线滚动和转向运动。根据该机器人的结构特点,采用拉格朗日方程对直线滚动和转向运动进行了动力学分析,给出了运动微分方程。最后通过Matlab仿真证明了这种设计方案的可行性。