两轮自行车机器人锁把平衡定位控制仿真

两轮自行车机器人定位控制需要综合考虑驱动车轮的定位和欠驱动车体平衡两种不同的因素,针对上述问题提出在车把锁定情况下实现一种双车把两轮自行车机器人定位平衡控制的方法。引入査普雷金方程建立系统在车把固定时的欠驱动力学模型,并采用部分反馈线性化方法将系统有直接驱动的车轮的转角线性化,取车轮转角和车体俯仰角为输出设计出平衡定位控制器。以车把锁定为两种不同转角为例对控制系统进行数值仿真。仿真结果表明:在两种不同的车把转角下,选择同样的控制器参数,车架俯仰角可以由初始的偏角快速恢复到平衡位置,而车轮转角经过一定时间的振荡也能够收敛到原点附近。物理样机试验进一步验证了所提的控制方法的有效性。

双车把两轮车机器人同步摆把平衡控制研究

针对一种具有两个车把的双轮车机器人系统,提出在同步转动车把的情况下使其保持平衡的方法.采用査普雷金方程建立系统的欠驱动力学模型;根据部分反馈线性化原理将车轮转角线性化,并选择车轮转角为控制输入,设计出系统在原地摆把定车和曲线行进的平衡控制器;针对控制器参数漂移对系统的影响的问题,引入模糊算法对其进行在线整定以提高控制效果.对车把在±45°范围内转动时的原地和行进中平衡运动控制进行数值仿真研究.结果表明:车架俯仰角经快速调整可以由初始的倾角恢复到平衡位置,并且引入模糊算法参数整定的控制器具有更短的调整时间和较小的超调量.物理样机试验进一步验证了所提的控制器设计的有效性.

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。

基于位置约束的两轮驱动机器人路径跟踪控制方法

两轮驱动机器人的应用越来越广泛,但由于两轮驱动机器人属于欠驱动系统,输入量不能使机器人按任意轨迹运动,因此较难控制。针对两轮驱动机器人的路径跟踪控制问题,分析了两轮驱动机器人运动模型,提出了一种新的路径跟踪控制方法。通过左右轮的双闭环PID控制来约束两轮机器人的速度和位姿,同时,在期望路径附近建立矢量场,引入位置约束,促使两轮机器人在偏离期望路径时能够快速回归,完成路径跟踪任务。搭建了两轮驱动机器人硬件实验平台,实现了两轮驱动机器人的路径跟踪控制。实验结果表明,两轮驱动机器人能够准确跟踪期望路径,对于设置的一种较复杂路径跟踪实验,得出的各跟踪点的相对误差的均方差为0.86%,最大相对误差为3.64%。

两轮自平衡机器人动力学建模与运动控制

为兼顾低成本、小体积,可实现负重行走的运动控制,设计了一种基于姿态传感器的两轮桌面式小型机器人SmallRot-I.介绍了机器人的系统构成,包括机械结构部分和电气结构部分.使用Lagrange方程对此机器人进行了动力学建模,并采用双闭环PID算法对此机器人分别进行了系统仿真和实物的控制.机器人负重保持自平衡行走和转向运动时的仿真结果和实物控制结果证明了机器人物理系统和控制方法的合理性与有效性.

两轮车自行车机器人的点对点位置控制

针对一种两轮车自行车机器人系统,研究了在无车把转动的前提下,对自行车机器人点对点直线控制进行研究。采用查普雷金方法对两轮车自行车机器人进行动力学分析,建立了系统的二阶动态模型,设计了线性系统二次型性能指标的最优控制(LQR)控制器来研究系统点对点的控制问题,并且添加了负载进行试验干扰。研究结果表明,两轮车自行车机器人可以在控制器的作用下保持平衡,并且证明了在一定范围内的负载,LQR控制器对两轮车机器人的点对点位置控制具有一定的鲁棒性。

内外兼修 合作共赢——2021年第30届中国国际自行车展览会即将开幕

2021年5月5日-8日,以“内外兼修合作共赢”为主题的第30届中国国际自行车展览会(以下简称“中国展”)将在上海新国际博览中心(浦东)举行。本届中国展为全球两轮车业界再度相聚、共谋产业发展大计、促进新一轮商贸交流搭建舞台。在与新冠肺炎疫情斗争取得初步胜利之后,中国展的重新举办显得格外引人注目。刚刚从抗疫一线中走出,刚刚从开足马力生产绿色交通工具的现场中走出,刚刚从践行国际国内“双循环”的努力中走出,广大展商又转战中国展现场,笑迎八方宾客,给人一种不同寻常的感觉!与过去的每一届中国展都不同,本届中国展承担着更多责任,肩负着更多使命!