自平衡兩輪移動(dòng)機(jī)器人的設(shè)計(jì).pdf

1、自平衡兩輪移動(dòng)機(jī)器人是一種類似于倒立擺的輪式移動(dòng)機(jī)器人。由于該機(jī)器人在控制上的復(fù)雜性和技術(shù)實(shí)現(xiàn)上的難度，很適合作為各種控制理論和方法研究的試驗(yàn)平臺(tái)。
　　 本文在分析了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上自行設(shè)計(jì)制作了簡(jiǎn)易機(jī)器人的總體機(jī)械結(jié)構(gòu)和硬件電路。采用dsPIC30F4011作為本系統(tǒng)的主控芯片，自制的傾角傳感器、陀螺儀和自制的電機(jī)編碼器作為檢測(cè)系統(tǒng)的傳感器，并設(shè)計(jì)了遙控器電路和人-機(jī)接口電路等。
　　 根據(jù)已構(gòu)建的機(jī)器人的系統(tǒng)

2、參數(shù)，分析了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，建立了機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型，得到了系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達(dá)式，設(shè)計(jì)了LQR最優(yōu)控制器和PID控制器，并進(jìn)行了MATLAB仿真，兩者均獲得了期望的平衡效果，驗(yàn)證了系統(tǒng)的合理性和可行性。
　　 對(duì)傳感器的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)表明在機(jī)器人傾斜角度小于±10°時(shí)機(jī)器人的傾斜角度和傳感器的偏差是線性的，利用陀螺儀模塊得到了機(jī)器人的角速度，利用自制的編碼器得到了機(jī)器人的角度，通過(guò)比較多種PID算法的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了適合于本系統(tǒng)的基于