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题名基于惯性飞轮的独轮自平衡机器人侧向动力学分析
被引量：7
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作者
朱晓庆
阮晓钢
魏若岩
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机构
北京工业大学
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出处
《应用力学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第3期395-400,477,共6页
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基金
国家自然科学基金项目(61075110)
国家"863计划"项目(2007AA04Z226)
北京市教委重点项目(KZ201210005001)
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文摘
独轮机器人是一类重要的科学研究型机器人,基于旋转的惯性飞轮的独轮机器人可以实现独轮机器人的侧向平衡。本文单独推导了其侧向动力学方程,分析得出惯性飞轮对独轮机器人侧平衡的动力学影响,通过设计PD控制器和LQR控制器实现了对独轮机器人的侧向平衡控制,并进行了对比。仿真和物理实验均证实了:独轮机器人的滚转角变化量与飞轮的角加速度成正比;旋转飞轮产生的平衡力矩与飞轮的转动加速度方向相反;独轮机器人的滚转角变化量与飞轮的转动惯量正相关。
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关键词
独轮机器人
拉格朗日方程
侧向动力学方程
PD控制器
LQR
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Keywords
single wheel robot
Lagarange Equation
lateral dynamic equation
PD controller
LQR.
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名独轮机器人侧向通道建模与控制
被引量：2
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作者
朱晓庆
阮晓钢
魏若岩
李亚磊
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机构
北京工业大学电子信息与控制工程学院
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出处
《北京工业大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第10期1474-1480,共7页
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基金
国家自然科学基金资助项目(61075110)
北京市教委重点项目(KZ201210005001)
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文摘
利用拉格朗日建模方法推导出基于惯性飞轮平衡原理的独轮机器人侧向通道动力学方程.在该动力学方程基础上分别设计了PD和LQR两种控制器,并分别进行了仿真和物理实验验证.实验中独轮机器人从侧倾一定角度,在控制的惯性飞轮运动作用下最终回到竖直平衡位置,完成了独轮机器人侧平衡控制目标.仿真和物理实验结果均证明了所建立的动力学方程的正确性和控制器的有效性.
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关键词
独轮机器人
拉格朗日方程
侧向动力学方程
惯性飞轮
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Keywords
single wheel robot
Lagarange eqution
lateral dynamic modeling
flywheel
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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