三自由度倒立方

用于航空航天中微纳卫星以及低重力环境下悬浮机器人控制策略的开发。

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iCube倒立方 [简介]

iCube为一款基于惯性轮的三自由度倒立方。其核心技术在于通过基于模型的控制来使一个不稳定系统达到稳定。

本系统最早由ETH Zurich提出并实现; 本案于2017年4月完成并为国内某航空航 天部门研究所提供技术支持，脱敏后形成 本教学科研平台方案; 日本JAXA于2017 年11月跟进并完成本项目，用于航空航 天中微纳卫星以及低重力环境下悬浮机器 人控制策略的开发。

iCube作为一个经典的控制系统平台，有极大的教学价值。学生们可以通过对倒 立摆这个见诸于所有自动控制理论课入门教程的物理系统的深入学习，实现一个基于 现代控制技术实现的受控系统，并且该系统具有很强的趣味性和视觉冲击力，寓教于乐，教学相长，理论与实验结合，适合本科高年级和研究生阶段教学实践使用。另外， 本平台具有相当的科研价值。本平台提供了一个在时域上应用现代控制理论分析系统 的案例，同时也为新的控制算法的开发提供了测试平台。iCube作为一个精巧的平衡 结构，其中一部分原理类似于日常生活中随处可见的平衡代步车。另外本平台在控制 策略上十分接近惯性轮调控姿态的微纳立方卫星，对微纳立方卫星的控制有一定的借 鉴价值。此外，用于空间站内零重力环境下的悬浮机器人，亦可从本平台当中借鉴开发思路。