两轮自平衡机器人动力学模型分析及PID控制方法研究

发布时间：2017-10-29 22:01

  本文关键词：两轮自平衡机器人动力学模型分析及PID控制方法研究

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【摘要】：针对两轮自平衡机器人高阶次、不稳定、多变量、非线性、强耦合的特点,以其为研究对象,采用Lagrange方法建立状态方程,并对其平衡控制进行了研究,采用STM32单片机设计了控制系统进行验证,以寻求最优的系统动态性能,提高系统稳定性和鲁棒性。根据机器人俯仰角度和速度等输入参数,采用PID算法输出PWM占空比可变的脉冲对驱动电机进行控制。仿真实验证明,本方法具有较好的动态性能和快速性。通过实际测试,证明了本方法的有效性。
【作者单位】： 重庆工商大学检测控制集成系统重庆市市级工程实验室;重庆工商大学装备系统服役健康保障国际联合研究中心;重庆师范大学计算机与信息科学学院;
【关键词】： 两轮自平衡机器人 PID 动力学模型 平衡控制 STM
【基金】：重庆市科委前沿与应用基础研究项目(No.cstc2015jcyjA90003) 重庆市教委项目(No.KJ1500620) 重庆市检测控制集成系统实验室开放课题(No.1456042)
【分类号】：TP242
【正文快照】： 两轮自平衡机器人(Two-wheeled self balancing robot,TWSBR)是一种两轮同轴的机械结构特殊轮式移动机器人,具有结构简单、灵活、节能环保等特点,在特殊环境下的探测、航空航天、交通旅游等领域具有广阔的应用前景。其动力学方程是一多变量、严重不稳定、耦合、欠驱动、时变、

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