兩輪機(jī)器人自平衡和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，移動(dòng)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域愈發(fā)廣泛，機(jī)器人面臨的工作環(huán)境和任務(wù)需求也變得復(fù)雜多樣，人們對(duì)它的要求和期待也越來越高。兩輪自平衡機(jī)器人以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)靈活、占地空間小等優(yōu)點(diǎn)受到了人們的重視，成為移動(dòng)機(jī)器人研究領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。
　　本文設(shè)計(jì)了一臺(tái)重心位于輪軸下方的非載人兩輪自平衡機(jī)器人基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。采用兩輪同軸獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中能較好地保持平衡。同時(shí)，在該運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)具有一定載荷能力的穩(wěn)定平臺(tái)，用

2、來搭載穩(wěn)定性要求更高的設(shè)備。
　　本文的主要工作如下:
　　首先，以兩輪機(jī)器人系統(tǒng)為研究對(duì)象，采用牛頓力學(xué)法建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，將模型進(jìn)行線性化處理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)解耦，并對(duì)解耦得到的兩個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行可控、可觀性分析。
　　其次，對(duì)平衡控制和速度控制進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)相應(yīng)控制器，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)與平衡控制。平衡控制采用模糊-PD控制，速度控制采用前饋-反饋復(fù)合控制，轉(zhuǎn)彎采用對(duì)左右輪進(jìn)行差速控制。仿真和物理實(shí)驗(yàn)表明，所設(shè)計(jì)的控制器能夠