机械工程学报
機械工程學報
궤계공정학보
CHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
2012年
7期
16-22
,共7页
黄用华%廖启征%魏世民%郭磊
黃用華%廖啟徵%魏世民%郭磊
황용화%료계정%위세민%곽뢰
自行车机器人%前轮驱动%45°车把转角%定车运动%部分反馈线性化
自行車機器人%前輪驅動%45°車把轉角%定車運動%部分反饋線性化
자행차궤기인%전륜구동%45°차파전각%정차운동%부분반궤선성화
针对无配重调节器的自行车机器人在低速下不易平衡的问题,以一种前轮驱动自行车机器人为对象,给出其力学模型及在45°车把转角下定车运动的实现方法.通过车轮转弯半径分析推导出后轮角速度、车架航向角速度与前轮驱动速度、车把转角的关系,采用拉格朗日方程建立系统的力学模型;根据部分反馈线性化原理,将包含车架横滚角的欠驱动子系统线性化,设计出自行车机器人45°车把转角下定车运动的平衡控制器.仿真控制结果表明,合理选择控制参数,控制器可以快速地实现自行车机器人在45°车把转角下的定车运动;样机试验结果进一步证明,控制器可以使自行车机器人在不超过驱动电动机的力矩容限下实现45°车把转角下的定车运动.定车运动的实现从理论和试验两个方面证明,自行车机器人在低速下可以不需要配重调节器,仅依靠车把转动和前轮驱动保持稳定平衡.
針對無配重調節器的自行車機器人在低速下不易平衡的問題,以一種前輪驅動自行車機器人為對象,給齣其力學模型及在45°車把轉角下定車運動的實現方法.通過車輪轉彎半徑分析推導齣後輪角速度、車架航嚮角速度與前輪驅動速度、車把轉角的關繫,採用拉格朗日方程建立繫統的力學模型;根據部分反饋線性化原理,將包含車架橫滾角的欠驅動子繫統線性化,設計齣自行車機器人45°車把轉角下定車運動的平衡控製器.倣真控製結果錶明,閤理選擇控製參數,控製器可以快速地實現自行車機器人在45°車把轉角下的定車運動;樣機試驗結果進一步證明,控製器可以使自行車機器人在不超過驅動電動機的力矩容限下實現45°車把轉角下的定車運動.定車運動的實現從理論和試驗兩箇方麵證明,自行車機器人在低速下可以不需要配重調節器,僅依靠車把轉動和前輪驅動保持穩定平衡.
침대무배중조절기적자행차궤기인재저속하불역평형적문제,이일충전륜구동자행차궤기인위대상,급출기역학모형급재45°차파전각하정차운동적실현방법.통과차륜전만반경분석추도출후륜각속도、차가항향각속도여전륜구동속도、차파전각적관계,채용랍격랑일방정건립계통적역학모형;근거부분반궤선성화원리,장포함차가횡곤각적흠구동자계통선성화,설계출자행차궤기인45°차파전각하정차운동적평형공제기.방진공제결과표명,합리선택공제삼수,공제기가이쾌속지실현자행차궤기인재45°차파전각하적정차운동;양궤시험결과진일보증명,공제기가이사자행차궤기인재불초과구동전동궤적력구용한하실현45°차파전각하적정차운동.정차운동적실현종이론화시험량개방면증명,자행차궤기인재저속하가이불수요배중조절기,부의고차파전동화전륜구동보지은정평형.
