两轮平衡机器人控制系统设计与实现

针对两轮自平衡机器人的研究现状,设计了自平衡机器人的控制系统,包括软件和硬件系统,传感器采用陀螺仪以及加速度来检测两轮自平衡机器人的重力方向的倾斜角度和车轮的旋转加速度,经过STM32控制器处理后,控制电机调整车轮状态,使机器人保持平衡。由于陀螺仪存在测量误差,加速度响应较慢,不能有效可靠的反应车身的状态,利用Kalman滤波算法将陀螺仪和加速度测量数据融合,可解算出俯仰角,得到一个优化的角度近似值。最后通过实验验证了自平衡机器人软硬件控制方案的可行性。     

自平衡两轮机器人的控制系统设计

介绍了基于LF2407A DSP的两轮机器人控制器的设计,以及电机控制PID算法。利用这个控制器实现了对两轮机器人样机的轨迹控制。     

两轮小车姿态检测与平衡控制研究

在两轮自平衡小车基础上,完成了基于加速度计和陀螺仪的姿态检测,运用互补滤波算法对数据进行了融合处理,结合PID控制器,实现了小车的自平衡及运动控制。绘制了各传感器及融合后的数据波形,通过实际的运行,表明了该方案可以实现两轮自平衡小车的精确控制。     

两轮自平衡小车的建模与控制

两轮自平衡小车利用状态反馈法和串级PID控制实现其原地直立。对两轮自平衡车进行建模,通过测量两轮小车的实际物理参数,根据动力学、电气关系建立系统的数学模型,运用设计控制算法来对两轮小车实施控制并通过MATLAB来仿真控制效果。仿真和实验结果表明:基于状态空间表达式的控制器比基于传递函数的控制器有更好的控制效果和鲁棒性。     

基于卡尔曼滤波与PD两轮平衡小车的控制研究

两轮平衡小车控制的关键是姿态控制,姿态控制的核心是控制算法。以陀螺仪和加速度计传感器为一体的传感器作为平衡小车姿态检测装置,在两轮自平衡小车数学模型建立的基础上,提出卡尔曼滤波算法来实现陀螺仪数据与加速度计数据的数据融合,PD控制算法来实现两轮平衡小车的姿态自平衡控制。     

新型低地板独立轮对转向架主动控制研究

低地板车辆的运行稳定性、上下车的方便性受到人们的关注。研究了基于轮毂电动机控制转速以及电磁阀控制轮对摇头角兼容的新型转向架,采用两种模式控制的转向架均可以克服独立轮对转向架的缺点,采用合理的控制目标,可以通过小曲线半径,在直线上实现对中。分析了不同电动机控制策略对横移量的影响。     

纵列式两轮自平衡电动车控制机理研究

根据传统电动车的构造特征,提出了一种新型的纵列式两轮自平衡电动车。介绍了自平衡电动车的国内外研究概况,具体阐述了研究开发的内容及技术路线,并对未来市场的发展进行了预测。     

基于互补滤波的两轮自平衡小车系统设计

以MC9S12XS128为主控芯片设计两轮自平衡直立车系统,应用互补滤波对陀螺仪值和加速计值进行数据融合,并采用闭环PD对电机进行控制,从而达到动态自平衡。     

两轮自平衡机器人双闭环PID控制

两轮自平衡机器人是一个非完整的欠驱动系统,由两个独立且共轴的电机通过驱动车轮来控制机器人的平衡和行走。两轮自平衡机器人是一个倒立摆系统,极不稳定,需要施加有效的控制手段才能使其平衡。文章用牛顿力学构造了系统的非线性数学模型,并简化为线性模型,通过双闭环PID算法控制机器人的平衡。实验结果表明,此方法可以使机器人有较好的稳定性。     

OC学习机制的两轮平衡车模糊自平衡控制

针对两轮平衡车的自平衡控制问题,为了提高平衡车自学习和自平衡能力,受操作条件反射原理启发,以模糊规则为基本模型,引入学习OC学习机制,提出一种具有学习能力的模糊控制器,能够使平衡车自主学习获得模糊控制规则,实现控制器设计自动化。OC学习机制根据状态的评价值序列对模糊规则表进行修正,经过多次修正后,可针对每一个状态获得合理的输出。仿真实验表明,控制器能够自主设计模糊规则,具有一定自主学习能力。两轮平衡车在多次迭代学习后可以自主从倾角不稳定恢复到直立平衡状态。     

基于手势识别的两轮机器人控制系统设计

提出了一种基于人类手势识别的机器人移动控制系统设计.采用IBM笔记本电脑作为上层控制器,DCT0020运动控制卡作为下层运动控制器,较好地实现了人手手势信息识别以及对机器人的实时控制.介绍了机器人的机械系统结构,论述了基于BP神经网络算法进行手势信息识别和VC6.0的控制平台编程以及基于无线通信的遥操作技术.通过实际环境下对手势信息的采集、预处理、识别,最终实现对机器人的运动控制,验证了识别算法的可行性以及控制系统的稳定性.     

基于姿态检测的两轮自平衡车控制方法研究

针对两轮自平衡车姿态检测手段单一,存在控制不稳定可能造成损失的问题,提出了一种基于数据融合的控制方法。建立了自平衡车数学模型和平衡运动方程,将卡尔曼和互补两种滤波算法融合陀螺仪和加速度计获取的位姿数据求解出最优位姿参数,搭建了由NI myRIO为主控的两轮自平衡车进行实验,在这种控制策略下自平衡车姿态更稳定、转向更灵活。     

新型轮腿配合式排水管道检测机器人控制系统设计

提出了一种新型轮腿配合式管道机器人的设计思想.机器人通过轮式驱动和腿式驱动二者的相互配合,兼有轮式机器人移动速度快及腿式机器人环境适应能力强等优点.对机器人结构及组成进行了设计,运用重心偏移的方法保证机器人腿式行进时不发生侧翻.对整个机器人的控制系统进行设计,包括主机控制系统的单片机硬件设计、移动载体和CCD摄像头控制系统的软件结构设计.     

自平衡两轮电动车控制系统仿真研究

首先分析了自平衡两轮电动车的数学模型和无刷直流电机(BLDC)的数学模型,之后在MATLAB/SIMULINK中分别建立了自平衡两轮电动车的机械仿真模型以及无刷直流电机的转速和电流双闭环驱动系统的仿真模型。分别采用PID控制算法和模糊控制算法作为自平衡两轮电动车系统的平衡控制算法,联合了自平衡两轮电动车的机械模型和无刷直流电机双闭环驱动模型,从而建立了自平衡两轮车控制系统的仿真模型。仿真结果表明模糊控制器更适用于本系统,并通过改变车身质量和车身质心高度来检验自平衡车系统算法的鲁棒性,对比分析了实验结果。     

电液主动悬架控制系统设计与仿真

对一个电液主动悬架装置进行了研究.首先对该装置进行了分析并建立了该主动悬架系统的动力学模型,然后以装配该悬架装置的1/2车辆模型为控制对象,设计了一个力追踪控制系统.最后,采用MATLAB/SIMULINK对该控制系统进行仿真,结果表明,所设计的控制系统能够保证悬架具有良好的控制效果.     

两轮遥控摩托车平衡探讨

受到人骑摩托车通过调整重心位置来保持平衡的启发,通过在前叉与车架间加入一套巧妙的机构,实现了两轮摩托车行驶过程中不倒;并通过在后轮毂内加入机械陀螺仪,大大提高了遥控摩托车室外场地行驶的平稳性,降低了操控的难度。     

电动汽车主动悬架控制系统设计与仿真

将主动悬架应用于电动汽车,对主动悬架控制策略进行仿真研究。首先,建立1/2车辆主动悬架数学模型;其次,基于MATLAB/Simulink仿真软件,利用模糊控制理论,搭建主动悬架仿真模型,模拟汽车在受到路面激励条件下产生的垂向振动和侧倾摆动程度;最后,将模糊控制主动悬架的仿真结果与被动悬架进行比较,证明主动悬架可以有效提高电动汽车平顺性能、动力电池组使用安全性以及使用寿命。     

空压机新型动力平衡系统设计

以2V-0.6/7-A型空压机为例,阐述了微型空压机内外平衡重的设计方法。在不改变曲轴箱结构尺寸的前提下,解决了微型空压机因受曲轴箱内腔允许回转空间的限制、平衡重质量不足、机器振动大的难题。此设计原理同样适用于其他类型的压缩机。     

基于终端滑模控制的两轮移动机器人自平衡实现方法研究

针对两轮移动机器人动力学模型的多变量、强耦合、非线性等特点以及控制性能不稳定等问题,论述了两轮移动机器人的简化模型并基于拉格朗日运动方程建立了两轮移动机器人的动力学模型。在此基础上,基于滑模控制理论提出了一种两轮移动机器人自平衡实现方法,同时设计了终端滑模控制器并进行了稳定性分析。最后,根据所述自平衡实现方法进行了仿真实验,仿真结果表明:终端滑模控制器具有较好的控制效果,而且具有较快的收敛速度,可以实现两轮移动机器人的自平衡控制。     

空载工况下CVT锥轮推力平衡原理研究

空载工况下,相同控制压力、变速器速比存在差异,针对该现象,研究了空载工况下推力平衡原理及影响因素。从理论上计算了空载工况下的平衡推力比,通过台架试验,研究了速比、从动缸压力与主动轮转速对平衡推力比的影响。无负载工况下的理论模型表明,平衡推力比与主从锥轮工作包角的比值成比例关系,试验验证了理论模型的正确性。试验表明,速比对推力比的影响较大,推力比与速比呈单调递减的关系,这种关系不受从动缸压力的影响,主动轮转速对推力比的影响可以忽略。研究空载工况下推力比的平衡原理,可为进一步研究无级变速器及金属带之间的传动机理提供了理论与试验依据。