一种独轮车机器人的动力学建模及俯仰平衡控制

摘要：

针对一台3驱动独轮车机器人系统,分析了其动力学特性并给出了一种可以实现其前后俯仰平衡运动的控制方法.根据行走轮与地面接触的非完整约束特性,引入Chaplygin方程建立系统的动力学模型,结果发现独轮车机器人是一个具有6个独立广义速度、3个欠驱动自由度的欠驱动系统.考虑车体俯仰平衡运动的力学子系统,采用部分反馈线性化方法,将其中的欠驱动车体俯仰角线性化,并选择车体俯仰角和行走轮转动角为输出,设计了系统俯仰平衡运动的非线性控制器.最后通过数值仿真控制与物理样机实验验证了所设计控制器的有效性.

关键词：独轮车机器人、动力学模型、俯仰平衡运动、部分反馈线性化

所属期刊栏目：27

分类号：TP24(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金资助项目51305087;国家级大学生创新创业训练计划资助项目201510595034;桂林电子科技大学研究生教育创新计划资助项目YJCXS201511,YJCXS201512

在线出版日期：2016-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：468-474