两轮自平衡机器人控制系统设计与实现

作     者：林文建 钟杭 黎福海 肖祥慧 钱馨然 Lin Wenjian;Zhong Hang;Li Fuhai;Xiao Xianghui;Qian Xinran

作者机构：湖南大学电气与信息工程学院长沙410082 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130000 

出 版 物：《电子测量与仪器学报》 (Journal of Electronic Measurement and Instrumentation)

年 卷 期：2013年第27卷第8期

页      码：750-759页

摘      要：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。

主 题 词：两轮自平衡机器人 动态模型 PID-LQR控制器 K60微控制器 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 0835[0835] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.3724/SP.J.1187.2013.00750

馆 藏 号：203679011...