球型机器人状态方程直接积分解法

非线性系统分析的核心归结为系统状态方程的求解问题,对于一般非线性控制系统,通过引入由状态量、控制量与自变量时间坐标构成的"广义状态空间",在广义状态空间一点将方程的右端展开为时间的Taylor级数,进一步直接积分获得非线性控制系统状态方程关于自变量时间的级数解.以球型机器人这种存在耦合的非线性系统为例,设计一种自适应滑模控制器,利用本文提出的解法得出了控制量与输出量的解析解,并仿真验证了方法的正确性.

基于单片机的球型机器人控制系统设计

针对球型机器人运动过程中自平衡差的问题,设计了一种基于单片机的球型机器人控制系统。系统以单片机STM32F103为核心;使用MPU-6050六轴传感器进行姿态检测,采用卡尔曼滤波对加速度计和陀螺仪的数据进行融合;通过编写相应的控制算法程序,有效地改善球型机器人运动过程中的自平衡。最后对球型机器人控制系统进行了试验与调试,结果表明该控制系统的设计方案可行,达到了控制要求。

一种同轴向双偏心转子球形机器人的设计

提出了一种采用同轴向双偏心质量转子结构的球型机器人设计方案。该方案在球形机器人同一直径方向上安装对称的两个偏心质量转子,通过改变偏心转子的运动状态,实现球形机器人的直线滚动和转向运动。根据该机器人的结构特点,采用拉格朗日方程对直线滚动和转向运动进行了动力学分析,给出了运动微分方程。最后通过Matlab仿真证明了这种设计方案的可行性。

球型平面全向移动机器人的结构设计与工作原理浅析

介绍球型平面全向移动机器人的设计思想,由蓝牙终端对球型平面全向移动机器人进行遥控操作,同时通过PID控制器减小姿态调节时产生的误差,使其按照我们的想法实现各种姿态和轨迹。

双半球型胶囊机器人弯曲肠道内视觉导航方法

为了实现主被动模态双半球型胶囊机器人在肠道内转弯行走,提出了一种视觉导航方法,首先利用动态调姿模态时胶囊轴线与万向旋转磁场轴线的同轴随动特性,并结合同一俯仰角和两个不同侧摆角下单目摄像头所拍摄的两幅无线传输图像确定摄像头的姿态,然后在摄像机坐标系内提取摄像头对准弯曲肠道时图像的暗区质心像素位置,在万向均匀旋转磁场条件下结合摄像头的姿态信息,通过计算固定坐标系下弯曲肠道图像暗区质心的方位来确定胶囊的视觉导航方位,最终确定胶囊转弯滚动磁场轴线方向,以便实现胶囊在肠道内的视觉辅助导航作业。试验证明该方法可用于胶囊导航,不需要附加传感装置,胶囊结构紧凑,为实现胃肠环境内遍历检查与医疗作业奠定了基础。