摘要：设计了一种通过三个惯性轮驱动的球形机器人,基于角动量守恒定律实现机器人移动.利用四元数及Kane方程建模方法,建立了球形机器人的完整动力学模型,给出了控制其运动的微分方程组,进而设计一个自适应模糊滑模变结构控制器,以实现对参数及动力学模型不精确的球形机器人的位置控制.为了减弱系统的抖振,通过对滑模控制器中的切换项进行模糊逼近,使切换项连续化.轨迹跟踪的仿真和试验表明,该控制器在参数不确定和动力学模型不精确的系统中有良好的表现.

关键词：球形机器人 动力学模型 四元数 kane方程 滑模变结构控制 

单位：北京交通大学电子信息工程学院; 北京2100044; 北京交通大学电气工程学院; 北京100044