独轮自平衡机器人双闭环非线性PID控制  

Dual loop nonlinear PID control of single-wheeled robot

作　　者：王启源[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：《控制与决策》2012年第4期593-597,共5页Control and Decision

基　　金：国家863计划项目(2007AA04Z226);国家自然科学基金项目(61075110);北京市教委重点项目(KZ200810005002);北京市自然科学基金项目(4102011)

摘　　要：针对竖直飞轮独轮自平衡机器人系统,提出一种用于独轮自平衡机器人的平衡及运动控制的双闭环非线性PID控制方法(DLNPID),并给出了该控制方法稳定性的证明.该控制方法是具有横滚倾角内环、俯仰倾角内环和前向位移外环的双闭环控制,其中每个控制环均由非线性PID控制器(NPID)构成.实验结果表明,所提出的基于非线性PID的双闭环独轮自平衡机器人控制方法具有比线性方法更好的鲁棒性能.This paper proposes a dual loop nonlinear control method based on non-linear PID（DLNPID） for the single- wheeled robot. The control method is proposed as dual-loop non-linear control method which has roll tilt inner control loop, pitch tilt inner control loop and x control loop. Every control loop consists of nonlinear PID controller. The stability of the control system is proved by Lyapunov method. Experiment results show better rubusmess of DLNPID than that of linear methods.

关 键 词：独轮自平衡机器人 非线性 双闭环控制 稳定性分析 

分 类 号：TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术]