本文選題：獨(dú)輪車機(jī)器人 + 動(dòng)力學(xué)模型��； 參考：《中國(guó)機(jī)械工程》2016年04期

【摘要】：針對(duì)一臺(tái)3驅(qū)動(dòng)獨(dú)輪車機(jī)器人系統(tǒng),分析了其動(dòng)力學(xué)特性并給出了一種可以實(shí)現(xiàn)其前后俯仰平衡運(yùn)動(dòng)的控制方法。根據(jù)行走輪與地面接觸的非完整約束特性,引入Chaplygin方程建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,結(jié)果發(fā)現(xiàn)獨(dú)輪車機(jī)器人是一個(gè)具有6個(gè)獨(dú)立廣義速度、3個(gè)欠驅(qū)動(dòng)自由度的欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)�？紤]車體俯仰平衡運(yùn)動(dòng)的力學(xué)子系統(tǒng),采用部分反饋線性化方法,將其中的欠驅(qū)動(dòng)車體俯仰角線性化,并選擇車體俯仰角和行走輪轉(zhuǎn)動(dòng)角為輸出,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)俯仰平衡運(yùn)動(dòng)的非線性控制器。最后通過(guò)數(shù)值仿真控制與物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)控制器的有效性。
[Abstract]:In this paper, the dynamic characteristics of a 3-drive unicycle robot system are analyzed and a control method is presented to realize the forward and backward pitching balance motion of the robot. According to the nonholonomic constraint characteristics of the contact between the walking wheel and the ground, the Chaplygin equation is introduced to establish the dynamic model of the system. The results show that the unicycle robot is an underactuated system with six independent generalized speeds and three underactuated degrees of freedom. Considering the mechanical subsystem of the pitching equilibrium motion of the car body, the partial feedback linearization method is used to linearize the elevation angle of the underactuated car body, and the elevation angle of the body and the rotation angle of the walking wheel are selected as the output. A nonlinear controller for the pitch balance motion of the system is designed. Finally, the effectiveness of the designed controller is verified by numerical simulation control and physical prototype experiment.
【作者單位】： 桂林電子科技大學(xué);
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51305087) 國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助項(xiàng)目(201510595034) 桂林電子科技大學(xué)研究生教育創(chuàng)新計(jì)劃資助項(xiàng)目(YJCXS201511;YJCXS201512)
【分類號(hào)】：TP242

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本文編號(hào)：2097106