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龍圖騰網(wǎng)獲悉武漢大學(xué)申請(qǐng)的專利自適應(yīng)重心調(diào)節(jié)兩輪車平衡控制方法及系統(tǒng)獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN120255561B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-26發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202510732877.8，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G05D1/49；該發(fā)明授權(quán)自適應(yīng)重心調(diào)節(jié)兩輪車平衡控制方法及系統(tǒng)是由肖曉暉;張夢(mèng)飛;林元譽(yù);陳星宇;李帥剛;孟凡凱設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2025-06-04向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本自適應(yīng)重心調(diào)節(jié)兩輪車平衡控制方法及系統(tǒng)在說(shuō)明書摘要公布了：本發(fā)明涉及自適應(yīng)重心調(diào)節(jié)兩輪車平衡控制方法及系統(tǒng)，包括在兩輪車上設(shè)置主動(dòng)式重心控制單元，所述主動(dòng)式重心控制單元包括配重結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)配重結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)節(jié)電機(jī)，控制方法包括構(gòu)建基于兩輪車和配重結(jié)構(gòu)的仿射非線性動(dòng)力學(xué)模型，基于仿射非線性動(dòng)力學(xué)模型和擾動(dòng)建立自適應(yīng)滑模控制器，通過(guò)自適應(yīng)滑模控制器求解仿射非線性動(dòng)力學(xué)模型以輸出驅(qū)動(dòng)配重結(jié)構(gòu)的輸入力矩，調(diào)節(jié)電機(jī)基于輸入力矩驅(qū)動(dòng)配重結(jié)構(gòu)傾斜一定角度，以產(chǎn)生回正力矩使兩輪車恢復(fù)平衡狀態(tài)。本發(fā)明利用兩輪車自身重量，根據(jù)兩輪車車身側(cè)傾角的變化自主調(diào)節(jié)兩輪車重心，實(shí)現(xiàn)靜止和干擾下的兩輪車自平衡。

本發(fā)明授權(quán)自適應(yīng)重心調(diào)節(jié)兩輪車平衡控制方法及系統(tǒng)在權(quán)利要求書中公布了：1.一種自適應(yīng)重心調(diào)節(jié)兩輪車平衡控制方法，其特征在于，包括： 在兩輪車上設(shè)置主動(dòng)式重心控制單元，所述主動(dòng)式重心控制單元包括配重結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)配重結(jié)構(gòu)傾斜的調(diào)節(jié)電機(jī)； 構(gòu)建基于兩輪車和配重結(jié)構(gòu)的仿射非線性動(dòng)力學(xué)模型； 基于仿射非線性動(dòng)力學(xué)模型和擾動(dòng)建立自適應(yīng)滑模控制器，通過(guò)自適應(yīng)滑模控制器求解仿射非線性動(dòng)力學(xué)模型以輸出配重結(jié)構(gòu)的輸入力矩； 調(diào)節(jié)電機(jī)基于輸入力矩驅(qū)動(dòng)配重結(jié)構(gòu)傾斜一定角度，以產(chǎn)生回正力矩使兩輪車恢復(fù)平衡狀態(tài)； 仿射非線性動(dòng)力學(xué)模型為： 其中，分別表示兩輪車和配重結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，分別表示兩輪車和配重結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，表示兩輪車到欠驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的距離，表示配重結(jié)構(gòu)的重心到驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的距離，分別表示兩輪車和配重結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為重力加速度，是兩輪車的側(cè)傾角，是配重結(jié)構(gòu)相對(duì)兩輪車轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，為調(diào)節(jié)電機(jī)的輸出力矩，為模型不確定性擾動(dòng)，為外部擾動(dòng)，表示兩輪車的側(cè)傾角的等效慣性項(xiàng)，表示兩輪車的側(cè)傾角與配重結(jié)構(gòu)相對(duì)兩輪車轉(zhuǎn)動(dòng)的角度之間的慣性耦合項(xiàng)，表示配重結(jié)構(gòu)相對(duì)兩輪車轉(zhuǎn)動(dòng)的角度的等效慣性項(xiàng)，為兩輪車的側(cè)傾角的重力力矩，為配重結(jié)構(gòu)相對(duì)兩輪車轉(zhuǎn)動(dòng)的角度的重力力矩，為車身的科里奧利力和離心力項(xiàng)，為配重結(jié)構(gòu)的科里奧利力和離心力項(xiàng)、為車身的側(cè)傾角速度、為配重結(jié)構(gòu)的角速度、為車身的側(cè)傾角加速度、為配重結(jié)構(gòu)的角加速度，、、分別為函數(shù)中間變量； 建立自適應(yīng)滑模控制器的方法為： 進(jìn)行全局坐標(biāo)變換將仿射非線性動(dòng)力學(xué)模型對(duì)應(yīng)的原狀態(tài)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)微分同胚變換轉(zhuǎn)化成新的級(jí)聯(lián)形式系統(tǒng)，獲取新的級(jí)聯(lián)形式系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程； 對(duì)新的級(jí)聯(lián)形式系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程設(shè)計(jì)平衡控制器，設(shè)置滑模面并基于平衡控制器建立自適應(yīng)滑模控制器； 進(jìn)行全局坐標(biāo)變換將仿射非線性動(dòng)力學(xué)模型對(duì)應(yīng)的原狀態(tài)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)微分同胚變換轉(zhuǎn)化成新的系統(tǒng)狀態(tài)，建立新的級(jí)聯(lián)形式系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程的方法為： 獲取新的系統(tǒng)狀態(tài)，具體為： 其中，為原系統(tǒng)狀態(tài)，為新的級(jí)聯(lián)形式系統(tǒng)狀態(tài)，是耦合狀態(tài)，是廣義動(dòng)量，和分別是配重結(jié)構(gòu)的角度與速度，是核心變換函數(shù)，為拉格朗日函數(shù)，用于描述系統(tǒng)的能量特性，并通過(guò)偏導(dǎo)數(shù)運(yùn)算得到系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性； 獲取新的級(jí)聯(lián)形式系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程，具體為： 其中，表示廣義動(dòng)量的重力力矩的負(fù)值，表示配重結(jié)構(gòu)的速度的綜合動(dòng)態(tài)耦合項(xiàng)，為耦合模型不確定性擾動(dòng)和外部擾動(dòng)的總擾動(dòng)； 其中，為等效質(zhì)量耦合項(xiàng)。

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