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题名双轮自平衡机器人行走伺服控制算法
被引量：4
- 1
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作者
孙亮
王嶷然
阮晓钢
于建均
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机构
北京工业大学人工智能与机器人研究所
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出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2009年第2期227-229,共3页
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基金
国家自然科学基金资助项目(60774077)
教育部博士学科点专项科研基金资助项目(20050005002)
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文摘
为解决双轮自平衡机器人行走伺服控制问题,针对其动力学特性,提出使用分层模糊控制的方法对双轮自平衡机器人运动进行控制,并且设计一种基于mamdani型模糊推理规则的模糊控制器。使用这种模糊控制器在双轮自平衡机器人硬件平台上完成了2个实验。一是以恒定倾斜角行走为控制目标的行走伺服控制;二是以恒定速率行走为控制目标的行走伺服控制。实验结果表明,设计的模糊控制器模糊规则简洁,可以很好地解决双轮自平衡机器人行走伺服控制问题。
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关键词
双轮自平衡机器人
行走伺服控制
模糊控制
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Keywords
dual wheel equilibrate robot
motion servo control
fuzzy control
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名变倾角自适应双轮自平衡机器人控制算法
被引量：11
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作者
牛雪娟
孙宏图
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机构
天津工业大学机械工程学院
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出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2021年第2期306-312,共7页
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基金
天津市自然科学基金资助项目(18JCYBJC89000)。
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文摘
为了提高双轮自平衡机器人的动态稳定性,提出了一种基于传感器数据融合的模糊自适应PID控制策略。首先通过建立传感器的数学模型分析其误差来源,并对比了改进后的互补滤波和卡尔曼滤波融合算法在自平衡机器人倾角测量中的实时准确性;其次根据PID参数的控制效果,针对机器人倾角持续无规律变化设计了具有不同论域范围和变隶属度函数特点的变倾角模糊PID控制方法。实验结果表明,改进后的卡尔曼滤波融合算法在自平衡机器人控制中更具优越性;同时,变倾角模糊PID控制与传统PID控制相比,机器人在平衡和前进控制过程中具有较强的自适应能力和鲁棒性,其调节时间分别缩短0.8 s和3 s,超调量分别降低10%和16%。
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关键词
双轮自平衡机器人
互补滤波
卡尔曼滤波
模糊自适应PID
鲁棒性
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Keywords
Two-wheeled self-balancing robot
complementary filtering
Kalman filter
fuzzy adaptive PID
robustness
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分类号
TP27
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP212.9
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名曲率可控双轮自平衡机器人路径规划
被引量：4
- 3
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作者
牛雪娟
陈国振
孙宏图
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机构
天津工业大学机械工程学院
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出处
《机械设计与制造》
北大核心
2021年第1期263-266,271,共5页
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基金
国家自然科学基金项目:基于有势流网的变刚度复合材料层合构件的力学模型及相关实验研究(11502164)。
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文摘
为了提高双轮自平衡机器人运动的侧向稳定性,提出了一种适用于狭小空间内避障的,以最大曲率为约束条件的路径规划方法。首先,建立双轮自平衡机器人运动学模型,然后分析其在临界倾斜情况下曲率与速度的关系,确定出双轮自平衡机器人运动轨迹的最大曲率值。利用A~*路径搜索算法生成无碰撞的线段性轨迹,并以考虑最大曲率约束的三次B样条曲线优化运动轨迹。通过案例验证,优化后的运动轨迹曲线满足最大曲率约束,可以使双轮自平衡机器人在无倾斜的情况下,以一较快的速度匀速沿既定轨迹曲线运动且无碰撞。证实了该方法对提高双轮自平衡机器人运动的侧向稳定性具有良好的效果。
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关键词
双轮自平衡机器人
侧向稳定性
A~*算法
无碰撞
最大曲率
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Keywords
Two-Wheel Balance Car
Lateral Stability
A~*Algorithm
No Collision
Maximum Curvature
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于STM32的双轮足自平衡机器人设计与教学实践
- 4
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作者
陈大林
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机构
东南大学
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出处
《江苏农机化》
2025年第1期8-11,共4页
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基金
东南大学校级教学改革研究与实践项目(2023-067)
东南大学校级劳动教育专项教学改革研究与实践项目(2021-ly-04)
东南大学机械工程学院教学改革研究与实践项目(基于OBE理念的机器人实验课程改革与机器人实验室建设)。
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文摘
文章基于STM32主控芯片平台提出了双轮足自平衡机器人的机械结构设计方案和控制系统设计流程,并进行了程序设计与调试。开发了基于STM32的双轮足自平衡机器人实践项目,应用于机器人学专业实践以及劳动教育实践等实践教学,让学生将课堂上学到的理论知识应用到机械结构设计、程序设计、控制算法设计以及传感器应用设计中,锻炼了学生的团队合作精神,极大地提高了学生的机器人学专业知识水平和解决实际问题的能力。
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关键词
STM32
双轮足自平衡机器人
智能制造
控制算法
教学实践
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分类号
TP242-4
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
G642
[文化科学—高等教育学]
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题名双轮倒立摆机器人的模型预测控制策略
被引量：5
- 5
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作者
孔国利
张璐璐
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机构
郑州工程技术学院信息工程学院
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出处
《机械设计与制造》
北大核心
2018年第9期265-268,共4页
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基金
河南省科技攻关项目(182102210150)
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文摘
由于欠驱动的双轮倒立摆机器人(Two Wheeled Inverted Pendulum Robot,TWIPR)是一个非线性和强耦合的不确定性系统,设计了一种利用过程显式模型优化系统性能的模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)策略,采用了两个不同的模型预测控制器,并通过引入解耦单元实现了对双轮倒立摆机器人的独立控制。此外,采用前馈控制方法提高MPC控制器对可测性干扰的补偿,增强了MPC控制器的有效性和鲁棒性。最后,采用梯状干扰和两个不同的外力对设计的MPC控制器性能进行评估,并分别计算不同外部干扰下倾斜角和旋转角响应的均方根误差(Means Square Error,MSE),然后将其与线性二次调节(Linear Quadratic Regulator,LQR)控制器的控制性能进行对比。比较结果表明:MPC控制器的MES比LQR控制器均减小了50%以上,证明了MPC控制器对TWIPR的控制具有明显的优越性、可靠性和鲁棒性。
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关键词
双轮自平衡机器人
倒立摆系统
模型预测控制
解耦单元
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Keywords
Two-Wheeled Self Balancing Robot
Inverted Pendulum
Model Predictive Control
Decoupling Unit
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
TP273.3
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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