电子测量与仪器学报
電子測量與儀器學報
전자측량여의기학보
JOURNAL OF ELECTRONIC MEASUREMENT AND INSTRUMENT
2013年
8期
750-759
,共10页
林文建%钟杭%黎福海%肖祥慧%钱馨然
林文建%鐘杭%黎福海%肖祥慧%錢馨然
림문건%종항%려복해%초상혜%전형연
两轮自平衡机器人%动态模型%PID-LQR控制器%K60微控制器
兩輪自平衡機器人%動態模型%PID-LQR控製器%K60微控製器
량륜자평형궤기인%동태모형%PID-LQR공제기%K60미공제기
two-wheeled self-balancing robot%dynamic model%PID-LQR controller%K60 MCU
提出了一种使用PID优化LQR的两轮自平衡机器人控制方案.首先建立自平衡机器人的动态模型,使用卡尔曼滤波实现加速度计及陀螺仪的信息融合,然后设计了一种具有PID动态调节及LQR跟踪功能的PID-LQR控制器,解决了机器人在大角度范围内不能快速稳定地达到设定状态效果的问题,最后搭建了以K60微控制器为核心的机器人软硬件平台.仿真结果表明当设定速度为1m/s时,PID-LQR控制器比LQR控制器动态响应速度减少接近1 s.实际应用测试结果表明当机器人受冲击后,重新回到平衡位置的时间减少接近1s,平衡位置的扰动大小减小50％左右.
提齣瞭一種使用PID優化LQR的兩輪自平衡機器人控製方案.首先建立自平衡機器人的動態模型,使用卡爾曼濾波實現加速度計及陀螺儀的信息融閤,然後設計瞭一種具有PID動態調節及LQR跟蹤功能的PID-LQR控製器,解決瞭機器人在大角度範圍內不能快速穩定地達到設定狀態效果的問題,最後搭建瞭以K60微控製器為覈心的機器人軟硬件平檯.倣真結果錶明噹設定速度為1m/s時,PID-LQR控製器比LQR控製器動態響應速度減少接近1 s.實際應用測試結果錶明噹機器人受遲擊後,重新迴到平衡位置的時間減少接近1s,平衡位置的擾動大小減小50％左右.
제출료일충사용PID우화LQR적량륜자평형궤기인공제방안.수선건립자평형궤기인적동태모형,사용잡이만려파실현가속도계급타라의적신식융합,연후설계료일충구유PID동태조절급LQR근종공능적PID-LQR공제기,해결료궤기인재대각도범위내불능쾌속은정지체도설정상태효과적문제,최후탑건료이K60미공제기위핵심적궤기인연경건평태.방진결과표명당설정속도위1m/s시,PID-LQR공제기비LQR공제기동태향응속도감소접근1 s.실제응용측시결과표명당궤기인수충격후,중신회도평형위치적시간감소접근1s,평형위치적우동대소감소50％좌우.
