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一种独轮车机器人的动力学建模及俯仰平衡控制
被引量：
5
1
作者
庄未
刘成举
+1 位作者
江汉
何淑通
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期468-474,共7页
针对一台3驱动独轮车机器人系统,分析了其动力学特性并给出了一种可以实现其前后俯仰平衡运动的控制方法。根据行走轮与地面接触的非完整约束特性,引入Chaplygin方程建立系统的动力学模型,结果发现独轮车机器人是一个具有6个独立广义速...
针对一台3驱动独轮车机器人系统,分析了其动力学特性并给出了一种可以实现其前后俯仰平衡运动的控制方法。根据行走轮与地面接触的非完整约束特性,引入Chaplygin方程建立系统的动力学模型,结果发现独轮车机器人是一个具有6个独立广义速度、3个欠驱动自由度的欠驱动系统。考虑车体俯仰平衡运动的力学子系统,采用部分反馈线性化方法,将其中的欠驱动车体俯仰角线性化,并选择车体俯仰角和行走轮转动角为输出,设计了系统俯仰平衡运动的非线性控制器。最后通过数值仿真控制与物理样机实验验证了所设计控制器的有效性。
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关键词
独轮车机器人
动力学模型
俯仰平衡运动
部分反馈线性化
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职称材料
垂直摆轮式独轮车机器人的建模与平衡控制
被引量：
5
2
作者
庄未
刘成举
+1 位作者
江汉
何淑通
《控制工程》
CSCD
北大核心
2016年第9期1380-1386,共7页
针对一款具有垂直摆轮平衡调整机构的独轮车机器人,建立系统的力学模型并给出一种可以实现系统前后、左右和全方位综合平衡的控制方法。采用Chaplygin方程对机器人进行建模,得到一个由6个独立广义速度组成、包含有3个欠驱动方程组成的...
针对一款具有垂直摆轮平衡调整机构的独轮车机器人,建立系统的力学模型并给出一种可以实现系统前后、左右和全方位综合平衡的控制方法。采用Chaplygin方程对机器人进行建模,得到一个由6个独立广义速度组成、包含有3个欠驱动方程组成的力学系统。对机器人的左右平衡、前后平衡和全方位综合平衡运动进行研究,将力学系统缩减降维得到对应的子集系统,引入部分反馈线性化方法将其中的欠驱动部分线性化,并选择子集系统的全状态为输出设计平衡控制器。数值仿真结果表明,合理选择控制器参数,控制器可以快速地实现车体的动态平衡,并且综合平衡运动的控制器参数可以由左右平衡和前后平衡运动的参数迅速整定出来,二者差别不大。
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关键词
独轮车机器人
动力学模型
平衡控制
部分反馈线性化
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职称材料
题名
一种独轮车机器人的动力学建模及俯仰平衡控制
被引量：
5
1
作者
庄未
刘成举
江汉
何淑通
机构
桂林电子科技大学
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第4期468-474,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51305087)
国家级大学生创新创业训练计划资助项目(201510595034)
+1 种基金
桂林电子科技大学研究生教育创新计划资助项目(YJCXS201511
YJCXS201512)
文摘
针对一台3驱动独轮车机器人系统,分析了其动力学特性并给出了一种可以实现其前后俯仰平衡运动的控制方法。根据行走轮与地面接触的非完整约束特性,引入Chaplygin方程建立系统的动力学模型,结果发现独轮车机器人是一个具有6个独立广义速度、3个欠驱动自由度的欠驱动系统。考虑车体俯仰平衡运动的力学子系统,采用部分反馈线性化方法,将其中的欠驱动车体俯仰角线性化,并选择车体俯仰角和行走轮转动角为输出,设计了系统俯仰平衡运动的非线性控制器。最后通过数值仿真控制与物理样机实验验证了所设计控制器的有效性。
关键词
独轮车机器人
动力学模型
俯仰平衡运动
部分反馈线性化
Keywords
unicycle robot
dynamics model
balanced pitching motion
partial feedback lineariza-tion
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
垂直摆轮式独轮车机器人的建模与平衡控制
被引量：
5
2
作者
庄未
刘成举
江汉
何淑通
机构
桂林电子科技大学机电工程学院
出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2016年第9期1380-1386,共7页
基金
国家自然科学基金项目(51305087)
国家级大学生创新创业训练计划项目(201510595034)
+1 种基金
桂林电子科技大学研究生教育创新计划资助项目(YJCXS201511
YJCXS201512)
文摘
针对一款具有垂直摆轮平衡调整机构的独轮车机器人,建立系统的力学模型并给出一种可以实现系统前后、左右和全方位综合平衡的控制方法。采用Chaplygin方程对机器人进行建模,得到一个由6个独立广义速度组成、包含有3个欠驱动方程组成的力学系统。对机器人的左右平衡、前后平衡和全方位综合平衡运动进行研究,将力学系统缩减降维得到对应的子集系统,引入部分反馈线性化方法将其中的欠驱动部分线性化,并选择子集系统的全状态为输出设计平衡控制器。数值仿真结果表明,合理选择控制器参数,控制器可以快速地实现车体的动态平衡,并且综合平衡运动的控制器参数可以由左右平衡和前后平衡运动的参数迅速整定出来,二者差别不大。
关键词
独轮车机器人
动力学模型
平衡控制
部分反馈线性化
Keywords
Unicycle robot
dynamical model
balanced control
partial feedback linearization
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一种独轮车机器人的动力学建模及俯仰平衡控制
庄未
刘成举
江汉
何淑通
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
垂直摆轮式独轮车机器人的建模与平衡控制
庄未
刘成举
江汉
何淑通
《控制工程》
CSCD
北大核心
2016
5
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