电磁导引的两轮自平衡移动机器人设计.pdfVIP

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2017-08-13 发布于安徽
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电磁导引的两轮自平衡移动机器人设计.pdf

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第41卷增刊I V01．41 华中科技大学学报(自然科学版) Sup．I 2013年 10月 Unjv．ofSci．8LTech．(NaturalScienceEdjtion) oct． 2013 J．Huazhong 电磁导引的两轮自平衡移动机器人设计谭苗吴益飞陈扬郭毓 (南京理工大学自动化学院，江苏南京210094) 摘要设计了一种能在运动过程中按需转向的电磁导引的两轮白平衡移动机器人系统．介绍了该系统的机械结构、工作原理及控制系统设计，并建立了系统的数学模型．针对两轮机器人的运动及平衡控制问题，基于极点配置思想设计了状态反馈控制器，同时利用卡尔曼滤波器对机器人的姿态信息进行最优估计．实际调试结果表明：所设计的机器人具有很好的自平衡能力，并实现了直立平移和转向的功能，验证了系统设计的可行性和控制算法的有效性．关键词移动机器人；自平衡；电磁导引；状态反馈；卡尔曼滤波中图分类号 TP242．6文献标志码 A 文章编号 1671—4512(2013)s1一0249一05 oftw俨wheeled mob“e Design seIf-balancing robot guidedbyelectromagnetism 死咒舱口o W么Ⅵ知i吼删拖行g G“o汽 (Schoolof ofScienceand 210094，China) Automation，NanjingUniversity Techn0109y，Nanjing AbstractAtwo—wheeled mobilerobot was self-balancing guidedbyelectromagnetismdesigned， Themechanicalstructureand were whichcouldmoveforwardandsteerasneeded． workingprinciple aswellasthe Themathematicalmodelofthe wasalsobu订t．In described systematicdesign． system de— viewoftherobotmovementandthebalancecontrolDroblems，thestatefeedbackcontrollerwas to theattitude basedon Kalmanfilterwasusedestimatethe dataof signed poleassignment． optimal sensors．Theresultsshowthattherobotis to inbalance，moveforwardandturnvertical— capablestay