北京邮电大学学报
北京郵電大學學報
북경유전대학학보
JOURNAL OF BEIJING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS
2012年
2期
5-9
,共5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%定车运动%动力学建模%稳定平衡控制
自行車機器人%前輪驅動%定車運動%動力學建模%穩定平衡控製
자행차궤기인%전륜구동%정차운동%동역학건모%은정평형공제
针对前轮驱动自行车机器人原地难以实现定车问题,提出一种简化的力学模型,并研究其部分反馈线性化控制策略.首先,考虑车轮纯滚动条件及定车时车把和车架垂直的特点,推导出前轮驱动角速度和车架航向角速率间的约束关系,并利用拉格朗日方程建立系统的动力学模型.然后,将系统欠驱动的车架横滚角线性化,并选择全部自由度为输出,根据部分反馈线性化原理设计定车运动控制器.仿真控制结果表明,适当地选取控制参数,系统可以在输入驱动力矩不大的情况下快速实现±10°范围内定车.物理样机实验进一步证明,利用所设计的控制器,前轮驱动自行车机器人可仅依靠前轮驱动实现小角度范围的原地定车运动.
針對前輪驅動自行車機器人原地難以實現定車問題,提齣一種簡化的力學模型,併研究其部分反饋線性化控製策略.首先,攷慮車輪純滾動條件及定車時車把和車架垂直的特點,推導齣前輪驅動角速度和車架航嚮角速率間的約束關繫,併利用拉格朗日方程建立繫統的動力學模型.然後,將繫統欠驅動的車架橫滾角線性化,併選擇全部自由度為輸齣,根據部分反饋線性化原理設計定車運動控製器.倣真控製結果錶明,適噹地選取控製參數,繫統可以在輸入驅動力矩不大的情況下快速實現±10°範圍內定車.物理樣機實驗進一步證明,利用所設計的控製器,前輪驅動自行車機器人可僅依靠前輪驅動實現小角度範圍的原地定車運動.
침대전륜구동자행차궤기인원지난이실현정차문제,제출일충간화적역학모형,병연구기부분반궤선성화공제책략.수선,고필차륜순곤동조건급정차시차파화차가수직적특점,추도출전륜구동각속도화차가항향각속솔간적약속관계,병이용랍격랑일방정건립계통적동역학모형.연후,장계통흠구동적차가횡곤각선성화,병선택전부자유도위수출,근거부분반궤선성화원리설계정차운동공제기.방진공제결과표명,괄당지선취공제삼수,계통가이재수입구동력구불대적정황하쾌속실현±10°범위내정차.물리양궤실험진일보증명,이용소설계적공제기,전륜구동자행차궤기인가부의고전륜구동실현소각도범위적원지정차운동.
