3D 축 대칭 강체 진자의 안정화

마찰이 없는 pivot에서 지지되는 강체로 구성된 3D 진자에 대한 모델이 최근 2004 CDC 논문 1에서 소개되었습니다. 이러한 모델을 기반으로 제어 문제를 제기했습니다. 이후 2005 ACC 2에서 출판된 논문에서는 세 가지 독립적인 제어 입력을 가정하여 3D 강체 진자를 위한 안정화 제어기를 개발했습니다. 본 논문에서는 진자가 제어할 수 없는 단일 대칭 축을 가진다고 가정하여 3D 강체 진자를 위한 안정화 제어기를 개발합니다. 이 가정은 제어기 설계 및 폐쇄 루프 분석의 기초를 형성하는 축소 모델의 개발을 가능하게 합니다; 이 축소 모델은 3D 진자의 대칭 축에 대한 일정한 각속도 구성 요소로 매개변수화됩니다. 몇 가지 다른 제어기가 제안됩니다. 첫 번째 제어기는 각속도 피드백만을 기반으로 하여 매달린 평형을 점근적으로 안정화합니다. 그 후 각속도와 축소된 태도 피드백에 기반한 제어기가 도입되어 매달린 평형 또는 반전 평형을 점근적으로 안정화합니다. 이러한 문제는 Lagrange 탑의 안정화로 볼 수 있습니다. 마지막으로, 대칭 축에 대한 각속도가 0으로 가정되면, 각속도 및 축소된 태도 피드백에 기반한 제어기가 도입되어 매달린 평형 또는 반전 평형을 점근적으로 안정화합니다. 이 문제는 구형 진자의 안정화로 볼 수 있습니다.