二轮自平衡机器人姿态控制系统仿真研究

发布时间：2017-07-25 19:04

  本文关键词：二轮自平衡机器人姿态控制系统仿真研究

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【摘要】：在机器人姿态控制的优化中,二轮自平衡机器人是强非线性的非稳系统,受到扰动后需要有效的姿态矫正算法使其在短时间内、小超调量地恢复平衡,使机器人在受扰动工况下稳定运行。为获得理想的控制器,首先分析机器人平台,对机构简化并进行动力学分析获得状态方程,利用Maple设计整定控制器并在MapleSim中进行动力学仿真,验证PID及LQR算法的控制效果。实际机器人平台中采用PID控制策略,辅助以电流环及速度环控制,得到角度姿态随时间变化的曲线。在实际实验中能够获得与仿真相似的运动曲线,并对二轮自平衡机器人实现稳定控制。仿真结果表明,PID及LQR算法能够很好满足平衡机器人需求,且有一定抗干扰能力,为机器人控制系统优化提供了科学依据。
【作者单位】： 上海大学机电工程与自动化学院;
【关键词】： 直立控制 自平衡 线性控制 仿真
【分类号】：TP242
【正文快照】： 1 51胃 二轮自平衡机器人,具有极好的灵活性以及优良的控制性能⑴。在大转角、小半径的场所,能够很好地适应各种地形以及其它复杂条件场合,可以在军事、日常通勤等领域中作为典型倒立摆系统,竖直倒立姿态是其平衡状态,当*t?**(ep s 反’使得受到扰a后w系统无法通a自身受力回到

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本文编号：572773