两轮直立式自平衡移动机器人的控制系统设计  

The Design of Dual-wheel Upright Self-balance Motion Robot Control

作　　者：赵建伟[1] 阮晓钢[1] 

机构地区：[1]北京工业大学电子信息与控制工程学院,北京100124

出　　处：《北京工业大学学报》2009年第1期25-29,共5页Journal of Beijing University of Technology

基　　金：国家自然科学基金资助项目(60375017);高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20050005002)

摘　　要：研究了两轮直立式自平衡机器人的系统组成,并利用动力学原理建立系统的数学模型,在Matlab环境下设计了状态反馈控制器(LQR),并进行了仿真和机器实体的实验,系统具有良好的鲁棒性.表明了系统建模和控制器设计的合理性和有效性.这种机器人两轮共轴、独立驱动,车身重心倒置于车轮轴上方,通过运动保持平衡,可直立行走.由于特殊的结构,其适应地形变化能力强,运动灵活,可以胜任一些复杂的工作.为机器人的自主控制、自学习提供了可靠的实验平台.Research on the structure of the Dual-wheel upright self-balance Robot is conducted and the mathematical model is built up.The simulation and real experiments of robot were done.On the basis of building up the system structure model,the mathematical model is built up using dynamics mechanics theory and method.The linear quadratic regulator(LQR)is designed on Matlab,the system has good robustness. Validity and rationality of the system modeling and the designed controller are verified through the performance...

关 键 词：数学建模 状态控制 姿态检测 两轮直立式自平衡机器人 线性二次型最优控制 

分 类 号：TP242[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]