兩輪自平衡機(jī)器人中若干問題研究.pdf

1、本文針對兩輪自平衡機(jī)器人運(yùn)動平衡控制中涉及的重心調(diào)節(jié)、傳感器濾波等問題進(jìn)行了分析和研究,取得了如下研究成果： 第一：重心可調(diào)節(jié)兩輪自平衡機(jī)器人的設(shè)計與研究。 本文設(shè)計了一款新型的兩輪自平衡機(jī)器人,該機(jī)器人借鑒當(dāng)今兩輪自平衡機(jī)器人設(shè)計中經(jīng)典思想,在此基礎(chǔ)上,提出了一種重心可調(diào)節(jié)的兩輪自平衡機(jī)器人的設(shè)計思路,并且針對重心可調(diào)節(jié)問題建立兩輪自平衡機(jī)器人的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真,得到兩輪自平衡機(jī)器人重心對平衡控制的影響規(guī)律,為今后此類

2、機(jī)器人的設(shè)計提供了參考。 第二：兩輪自平衡機(jī)器人中傳感器信號的濾波問題研究。 本文針對兩輪自平衡機(jī)器人中使用的姿態(tài)傳感器陀螺儀信號存在的多噪聲、零位誤差問題設(shè)計了簡單低通濾波器和卡爾曼濾波器,對檢測到的傳感器信號進(jìn)行處理,并對不同的濾波器的濾波效果進(jìn)行了比較,結(jié)果表明卡爾曼濾波器在處理陀螺儀信號噪聲和零位誤差問題上具有很好的濾波作用和效果。 第三：兩輪自平衡機(jī)器人直流電動機(jī)調(diào)速問題研究。 本文設(shè)計了基于單

3、閉環(huán)的直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)。對于兩輪自平衡機(jī)器人的平衡控制,一個很重要的問題就是對機(jī)器人的兩個直流電動機(jī)的控制。直流電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)定、準(zhǔn)確與否對兩輪自平衡機(jī)器人的控制有很重要的影響。本文設(shè)計的單閉環(huán)直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)能夠及時準(zhǔn)確地響應(yīng)控制信號,與同樣性能的電動機(jī)伺服系統(tǒng)相比具有硬件少,成本低的優(yōu)點。 本文的研究工作得到了國家自然科學(xué)基金的支持,相關(guān)的研究成果已經(jīng)獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局頒發(fā)的專利證書,所寫論文被第七屆全球智能與控制大會正