基于运动状态约束的欠驱动平面Acrobot的稳定化

欠驱动平面杂技机器人（UPA）是带有被动第一关节的两连杆操纵器。 UPA在水平面中的控制目标是将其从初始位置移动并将其稳定在目标位置。 由于UPA并非本地可控的小时间，因此运动控制是一个巨大的挑战。 本文提出了一种基于运动状态约束的新型控制策略。 首先，通过对UPA的动力学方程进行积分，设计出对两个连杆的角度和角速度的约束。 接下来，分析状态约束以发现运动特征。 然后，通过解决包含这些特征的运动优化问题来获得最佳目标位置。 最后，设计了基于李雅普诺夫函数法的控制策略，以达到控制目的。 数值例子说明了控制策略的有效性。