本文選題：獨輪車機器人 + 動力學模型��； 參考：《中國機械工程》2016年04期

【摘要】：針對一臺3驅(qū)動獨輪車機器人系統(tǒng),分析了其動力學特性并給出了一種可以實現(xiàn)其前后俯仰平衡運動的控制方法。根據(jù)行走輪與地面接觸的非完整約束特性,引入Chaplygin方程建立系統(tǒng)的動力學模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn)獨輪車機器人是一個具有6個獨立廣義速度、3個欠驅(qū)動自由度的欠驅(qū)動系統(tǒng)�？紤]車體俯仰平衡運動的力學子系統(tǒng),采用部分反饋線性化方法,將其中的欠驅(qū)動車體俯仰角線性化,并選擇車體俯仰角和行走輪轉(zhuǎn)動角為輸出,設計了系統(tǒng)俯仰平衡運動的非線性控制器。最后通過數(shù)值仿真控制與物理樣機實驗驗證了所設計控制器的有效性。
[Abstract]:In this paper, the dynamic characteristics of a 3-drive unicycle robot system are analyzed and a control method is presented to realize the forward and backward pitching balance motion of the robot. According to the nonholonomic constraint characteristics of the contact between the walking wheel and the ground, the Chaplygin equation is introduced to establish the dynamic model of the system. The results show that the unicycle robot is an underactuated system with six independent generalized speeds and three underactuated degrees of freedom. Considering the mechanical subsystem of the pitching equilibrium motion of the car body, the partial feedback linearization method is used to linearize the elevation angle of the underactuated car body, and the elevation angle of the body and the rotation angle of the walking wheel are selected as the output. A nonlinear controller for the pitch balance motion of the system is designed. Finally, the effectiveness of the designed controller is verified by numerical simulation control and physical prototype experiment.
【作者單位】： 桂林電子科技大學;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51305087) 國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃資助項目(201510595034) 桂林電子科技大學研究生教育創(chuàng)新計劃資助項目(YJCXS201511;YJCXS201512)
【分類號】：TP242

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本文編號：2097106