兩輪自平衡機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及避障的實(shí)現(xiàn).pdf

1、兩輪自平衡機(jī)器人屬于輪式機(jī)器人，具有自主移動的思想，特殊的機(jī)械結(jié)構(gòu)使具有其體積小、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動靈活的特點(diǎn)，適于在狹小和危險(xiǎn)的空間內(nèi)工作，在未來作為服務(wù)機(jī)器人或交通運(yùn)輸工具等許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景；同時(shí)由于其不穩(wěn)定的動態(tài)特性，兩輪自平衡機(jī)器人成為驗(yàn)證各種控制算法的理想平臺，具有重要的理論意義。兩輪自平衡機(jī)器人屬于非線性、時(shí)變、欠驅(qū)動、非完整約束系統(tǒng)，控制問題是其研究的關(guān)鍵。
　　本文針對自行設(shè)計(jì)的兩輪自平衡機(jī)器人Opyanbo

2、t建立了動力學(xué)模型，根據(jù)機(jī)器人的實(shí)時(shí)性、精確度、可靠度等要求，選擇了合適的硬件并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)硬件電路。應(yīng)用最優(yōu)控制及兩輪差動等控制方法設(shè)計(jì)了分別設(shè)計(jì)了平衡控制器、前進(jìn)控制器和轉(zhuǎn)向控制器，提出了針對兩輪自平衡機(jī)器人平衡和行進(jìn)的新策略。為了提高兩輪自平衡機(jī)器人的控制效果，兩輪自平衡機(jī)器人中應(yīng)用了基于DSP數(shù)字電路的全數(shù)字智能伺服驅(qū)動單元IPM100，兩個(gè)驅(qū)動單元分別精確控制左右輪電機(jī)，并結(jié)合上位機(jī)實(shí)時(shí)控制機(jī)器人的運(yùn)動狀態(tài)，提高了控制精度、可靠