獨輪機器人機械本體機構(gòu)研制.pdf

1、機器人的本體機構(gòu)是機器人系統(tǒng)的基礎(chǔ),是進行各種實驗研究及實際應(yīng)用的有效實體。獨輪機器人是一種靜態(tài)不穩(wěn)定的自平衡機器人,是一個具有多變量、欠驅(qū)動、強耦合、非線性等特點的非完整系統(tǒng),其動力學(xué)方程非常復(fù)雜,其控制算法的設(shè)計一直是研究領(lǐng)域的一大難題。獨輪機器人的本體機構(gòu)對其控制系統(tǒng)的設(shè)計有很大的影響,為了簡化控制系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度,研制一個合理且優(yōu)化的獨輪機器人本體機構(gòu)是非常重要的。
　　本文基于垂直轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的獨輪機器人模型,研制了能實現(xiàn)轉(zhuǎn)

2、向運動的六自由度獨輪機器人的本體機構(gòu),為后期姿態(tài)穩(wěn)定控制實驗奠定了基礎(chǔ)。
　　通過分析六自由度獨輪機器人的運動規(guī)律,建立了其理想動力學(xué)模型,并采用凱恩方法求出了獨輪機器人的動力學(xué)方程。利用狀態(tài)空間模型來表述獨輪機器人的動力學(xué)方程,在機器人平衡位置處將狀態(tài)空間模型線性化,并基于極點配置方法設(shè)計了獨輪機器人的狀態(tài)反饋控制算法。
　　依據(jù)所設(shè)計的獨輪機器人的狀態(tài)反饋控制算法,采用MATLAB軟件對獨輪機器人的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行仿真分析,