黄自鑫，王乐君

1.武汉工程大学电气信息学院，湖北 武汉430205 2.中国地质大学（武汉）自动化学院，湖北 武汉430074

日常生活中，经常会遇到“以少控多”的机械系统，如水中的船舶［1］、地上的双轮平衡车［2］、空中的飞行器［3］。这种“以少控多”的表现称之为欠驱动特征。欠驱动系统是指控制输入维数小于自由度维数的一类典型的非线性系统［4-6］，这类系统由于输入激励数目的减少，使得位形空间中的部分状态没有与之对应的控制输入［7］，这个特点致使欠驱动系统一般会具有非完整约束，而大部分欠驱动机械系统属于非完整系统。对于欠驱动系统的研究具有理论和实际应用价值：1）在理论研究方面，可以为非完整系统控制提供新思路新方法，促进非完整控制理论和非线性控制理论的发展。2）在实际应用方面，可以提高系统灵活性、降低成本和能耗、增加结构紧凑性。其次，欠驱动系统由于其节能的优势受到众多关注，成为机械系统领域的研究热点。综上，对于欠驱动系统的研究具有重要的理论意义和广阔的应用前景。

平面欠驱动机械系统是一类不受重力约束的欠驱动系统［8］，当平面全驱动系统的某一驱动装置发生故障时，会使原有控制策略失效，此时，全驱动系统成为欠驱动系统。如果未能及时修复故障，极易造成安全生产事故和重大损失。这时平面欠驱动系统的控制方法则为系统控制提供备选方案，保证系统的持续运行，从而极大地提高系统的安全性。……