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两轮自平衡机器人动力学建模及其平衡控制
  • ISSN号:1001-3695
  • 期刊名称:《计算机应用研究》
  • 时间:0
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京100124
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金资助项目(60774077);国家“863”计划资助项目(2007AA042226);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(63002011200601);北京市教委和北京市自然科学基金重点项目
中文摘要:

针对高阶次、不稳定、多变量、非线性、强耦合的两轮自平衡移动机器人系统,采用Lagrange方程推导出动力学模型,对其进行稳定性和可控性判断,并利用LQR和龙伯格极点配置的方法在此模型的基础上对两轮自平衡机器人的姿态和速度进行控制,可获得较为稳定的动态平衡过程。给出了数学模型推导的具体步骤,分别采用以上两种方法进行了仿真研究和比较。仿真实验结果表明,这两种控制方法对机器人的稳定性控制都是有效的。其中龙伯格极点配置控制方法使系统的跟踪速度更快、稳定性更高,具有较高的实际应用价值。

英文摘要:

Aiming to the two-wheeled self-balancing mobile robot system with high-rank, unstable, multi-variable, strongly coupling, complicated dynamic nonlinear property, this paper established the dynamic model applied Lagrange program, and carried on the stability and the controllability judgment to it. Based on this model, using LQR and the Dragon Bergh extreme disposition method carried on the control to the two-wheeled self-balancing mobile robot in the posture and the speed, and obtained the stable dynamical balance process. Listed some material steps at establishing the mathematics model, and used above two methods to do the simulation research and the comparison separately. It indicates through the simulation experiment that the two control method to the robot stable control all are effective. Dragon Bergh extreme disposition control method causes the system that the track speed to be quicker, the stability is higher, and it has the high practical application value.

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期刊信息
  • 《计算机应用研究》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:四川省科学技术厅
  • 主办单位:四川省计算机研究院
  • 主编:刘营
  • 地址:成都市成科西路3号
  • 邮编:610041
  • 邮箱:arocmag@163.com
  • 电话:028-85210177 85249567
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-3695
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1196/TP
  • 邮发代号:62-68
  • 获奖情况:
  • 第二届国家期刊奖百种重点科技期刊,国内计算技术类重点核心期刊,国内外著名数据库收录期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:60049