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题名基于模糊PID的球平衡机器人控制器设计与仿真
被引量：8
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作者
缪文南
周政
旋极一
陈东水
曹闹昌
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机构
华南理工大学广州学院电子信息工程学院
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出处
《传感器与微系统》
CSCD
北大核心
2021年第1期66-70,共5页
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基金
2020年广东省科技创新战略专项资金立项资助项目(PDJH2020A0808)
2019年华南理工大学广州学院百人计划“优秀骨干教师”科研项目(53-CQ18YG23)。
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文摘
为了提高单球机器人的姿态控制和运动控制的能力,本文在构建单球机器人机械结构的基础上,设计了一种基于模糊比例-积分-微分(PID)控制算法的线性二次型最优控制方法的控制器,应用于机器人自平衡姿态解算和运动轨迹跟踪控制。为了提高单球机器人姿态控制的实时性、准确性和可靠性,将复杂的运动学模型简化成二维倒立摆运动学模型,并利用正运动学和逆运动学建立机器人全向轮与球移动函数,确立拉格朗日动力学模型。最后对机器人的姿态平衡和运动轨迹跟踪进行仿真。仿真结果表明:具有优化控制器的球平衡机器人在姿态控制和运动控制中,具有响应速度快、抗干扰能力强等优点。
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关键词
单球机器人
倒立摆
正运动学
逆运动学
动力学模型
模糊比例-积分-微分
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Keywords
single ball robot
inverted pendulum
forward kinematics
inverse kinematics
dynamic model
fuzzy proportional-integral-differntial(fuzzy PID)
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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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题名单球驱动机器人Ballbot的建模与控制研究
被引量：8
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作者
周爱国
洪佳
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机构
同济大学机械与能源工程学院
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出处
《机电一体化》
2012年第11期13-19,83,共8页
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文摘
动态平衡机器人相对静态的轮式机器人更易于与人类环境实现交流,并具有更好的稳定性。针对能在地面任意方向运动且无转弯半径的单球驱动机器人,简要设计出其机械结构,根据拉格朗日方程推导出其完整的动力性模型。通过对机器人动力学模型线性化,并分解为独立的3个状态方程,设计带有比例积分控制器和线性二次最优控制器的多环控制方法。运用Simulink仿真模块进行仿真,证明了控制策略可以实现机器人的稳定控制和轨迹跟踪控制,并表现出较好的响应特性和稳健性。
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关键词
单球驱动机器人
跟踪控制
数学建模
拉格朗日方程
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Keywords
ballbot trace control mathematical model Lagrange＇s equations
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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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