基于電磁導(dǎo)航的兩輪自平衡機(jī)器人循跡研究.pdf

1、兩輪自平衡機(jī)器人屬于輪式移動(dòng)機(jī)器人范疇，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、運(yùn)動(dòng)靈活等優(yōu)點(diǎn)，在民用、軍用中有廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí)由于其不穩(wěn)定的動(dòng)態(tài)特性，兩輪自平衡機(jī)器人成為驗(yàn)證各種控制算法的理想平臺(tái)。本文針對(duì)兩輪自平衡機(jī)器人系統(tǒng)復(fù)雜非線性、不穩(wěn)定、高耦合的特點(diǎn)，對(duì)其運(yùn)動(dòng)控制及自平衡控制進(jìn)行了深入的研究，并引入電磁導(dǎo)航，使設(shè)計(jì)的機(jī)器人系統(tǒng)可以沿著預(yù)設(shè)軌跡完成自主循跡的任務(wù)。
　　首先，在分析和借鑒國(guó)內(nèi)外兩輪自平衡機(jī)器人的基礎(chǔ)之上，設(shè)計(jì)了電

2、磁導(dǎo)航自平衡移動(dòng)的機(jī)器人系統(tǒng)，并對(duì)其工作原理及主要功能模塊的元器件做了詳細(xì)的介紹。
　　其次，通過分析兩輪自平衡機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，利用拉格朗日方程的原理對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模。并且對(duì)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行解耦合，經(jīng)過解耦合后機(jī)器人系統(tǒng)等價(jià)為兩個(gè)相互獨(dú)立的單輸入單輸出系統(tǒng)，分別為機(jī)器人速度控制系統(tǒng)和姿態(tài)控制系統(tǒng)。并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)控制方法，分別針對(duì)機(jī)器人的速度控制和姿態(tài)控制設(shè)計(jì)相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考自適應(yīng)控制系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行