1、兩輪自平衡小車(chē)是一種本質(zhì)不穩(wěn)定的特殊輪式移動(dòng)機(jī)器人，其動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)具有多變量、非線(xiàn)性、強(qiáng)耦合、參數(shù)不確定等特性，它不但運(yùn)動(dòng)環(huán)境復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程受到非完整約束，而且控制任務(wù)復(fù)雜。因此，兩輪自平衡小車(chē)是研究各種控制方法的理想平臺(tái)。目前對(duì)小車(chē)的控制普遍采用模糊控制、最優(yōu)控制、PID控制等，很少有人將變結(jié)構(gòu)控制理論應(yīng)用于兩輪自平衡小車(chē)系統(tǒng)的控制中。本文采用變結(jié)構(gòu)控制對(duì)兩輪自平衡小車(chē)進(jìn)行控制。主要工作有以下幾個(gè)方面：
　　 首先，深入分析兩

2、輪自平衡小車(chē)的動(dòng)力學(xué)特性以及電機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性，在借鑒國(guó)內(nèi)外機(jī)器人系統(tǒng)建模的基礎(chǔ)上對(duì)兩輪自平衡小車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行建模。
　　 其次，對(duì)原系統(tǒng)的非線(xiàn)性模型分別進(jìn)行反饋線(xiàn)性化和泰勒級(jí)數(shù)線(xiàn)性化模型，在反饋線(xiàn)性化模型的基礎(chǔ)上分析了系統(tǒng)的能控、能觀性及穩(wěn)定性。通過(guò)比較泰勒級(jí)數(shù)線(xiàn)性化模型、反饋線(xiàn)性化模型的能控性矩陣的條件數(shù)，說(shuō)明了反饋線(xiàn)性化模型更逼近原非線(xiàn)性系統(tǒng)。
　　 最后，通過(guò)對(duì)線(xiàn)性二次型最優(yōu)控制器的設(shè)計(jì)原理說(shuō)明，為變結(jié)構(gòu)控制中切換函數(shù)