2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、兩輪自平衡移動機器人屬于輪式移動機器人的范疇,其運動靈活、結構簡單、適應不同工作環(huán)境的特點使其在民用和軍事上有著廣闊的應用前景;同時因為兩輪自平衡機器人是一個本征不穩(wěn)定典型控制系統(tǒng),具有多變量、高階次、非線性和參數(shù)不確定等特點,使其成為驗證各種控制算法的理想平臺。因此,兩輪自平衡機器人的研究具有十分重要的現(xiàn)實意義和理論意義。
   本文在北京工業(yè)大學人工智能與機器人研究所原有兩輪自平衡機器人研究的基礎上,重點研究了研究所自主研發(fā)

2、的新型兩輪自平衡機器人。通過機器人物理實體的安裝、硬件電路部分的調試,對機器人控制系統(tǒng)和感知系統(tǒng)有了深入的了解;分析了兩輪機器人自平衡原理,為其自主移動的控制方法研究打下基礎。接著通過分析兩輪自平衡機器人的運動特點,得到其運動學模型,利用拉格朗日方程建立了機器人的動力學模型,為控制方法和控制策略的研究奠定基礎。
   在控制方法研究中,首先設計了線性二次型最優(yōu)控制器,這種線性控制器在仿真研究中都取得很好的控制效果,并有較好的魯棒

3、性,但由于這種控制方法是基于線性化模型的,并且物理系統(tǒng)本身復雜性等因素,導致在物理平臺實驗結果并不理想。接著,本文研究并實現(xiàn)了PD控制算法,它可以不基于精確的系統(tǒng)模型,控制器設計簡單易行,在物理系統(tǒng)平衡實驗中,可以實現(xiàn)平衡控制,但機器人在平衡角度附近振動明顯。
   接著,采用模糊控制的思想,在研究了PD控制器在物理實驗中效果的基礎上,建立了控制規(guī)則表式的PD控制器。此控制方法是在分析PD控制實驗的基礎上,建立機器人不同狀態(tài)下P

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