北京市自然科学基金(KZ200810005002)
- 作品数：7 被引量：31H指数：3
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- 两轮直立式机器人建模与模糊自整定PID控制
- 为了对两轮直立式机器人的平衡和在此基础上的匀速行走行为进行控制,首先应用动力学原理对两轮直立式机器人进行受力分析,建立整个系统的非线性模型。在建模过程中充分考虑系统中可能存在的不确定性及噪声。为了使仿真结果更加的接近实际...
- 阮晓钢武卫霞蔡建羡刘航
- 关键词：非线性模型模糊自整定PID控制
- 文献传递
- 基于红外传感器的两轮桌面机器人设计实现被引量：1
- 2011年
- 为了验证红外传感器作为姿态检测的可行性,又能满足经济性要求,设计了一种基于红外传感器的两轮桌面式小型机器人WillBot-Ⅱ,此机器人通过红外传感器检测与地面之间的距离来达到姿态检测的目的,此种方法大大节约了传感器的成本,同时克服了零点漂移现象,能够有效准确地对姿态进行检测。首先介绍了机器人的系统构成,包括机械结构部分、电气结构部分和控制部分。使用牛顿力学方法对机器人进行了动力学建模,在建模过程中充分考虑系统中可能存在的不确定性及噪声,之后对机器人的数学模型进行了线性化处理,并建立了状态空间方程。用LQR方法对机器人分别进行了系统仿真和实物的控制,仿真结果和实物控制结果证明了机器人物理系统和控制方法的合理性与有效性。
- 阮晓钢刘航武卫霞
- 关键词：两轮机器人红外传感器
- 一种独轮机器人系统的动力学建模与平衡控制
- 本文研究一种独轮机器人系统的建模与平衡控制问题。该机器人系统由一个车轮驱动系统并控制前向平衡,由电机驱动一个惯性轮形成反力矩,控制机器人侧向平衡。根据对该独轮机器人系统的动力学分析,应用劳斯方程建立系统动力学模型,并由分...
- 阮晓钢胡敬敏李欣源王启源
- 关键词：动力学模型LQR
- 文献传递
- 基于最大反馈线性化的两轮机器人平衡控制被引量：3
- 2011年
- 为了对两轮直立式机器人进行平衡控制研究,首先应用一种拉格朗日方法对两轮直立式机器人系统进行动力学建模,以力矩作为模型控制输入并且考虑到了系统无滑动的非完整约束方程。求出了系统的最大相对阶并对非线性系统进行了部分反馈线性化,经过坐标变换和输出反馈得到了2个由两链积分器构成的子系统,外加3个代表系统内动态的非线性方程。根据以上所得的结果,对两轮直立式机器人进行了平衡控制,并在保持平衡时跟上期望的偏航角。所使用的方法为简单的PID控制,由仿真结果可以看出机器人可以在短时间内达到平衡状态,验证了这种控制方法的有效性。
- 阮晓钢武卫霞刘航
- 关键词：非线性系统反馈线性化
- 基于飞轮的单级倒立摆系统的建模与仿真被引量：3
- 2011年
- 针对目前独轮机器人的侧向平衡控制问题,设计了一种基于飞轮的单级倒立摆系统。简单地介绍了目前有关倒立摆系统的研究现状,然后利用拉格朗日方法建立了基于飞轮的单级倒立摆系统的数学模型,同时,对所建立的数学模型(精确模型和线性化模型)在Matlab/Simulink中进行了仿真验证,仿真结果证实了所建立的模型是可信的,并用现代控制理论中的二次型最优调节器(LQR)实现对倒立摆的最优控制,仿真结果表明该方法对基于飞轮的单级倒立摆系统的平衡控制是有效的。
- 阮晓钢王昱峰
- 关键词：倒立摆系统拉格朗日最优控制
- 一种基于模糊控制理论的独轮机器人控制算法被引量：14
- 2010年
- 以一种由一个车轮驱动并控制前向平衡、由电机驱动惯性轮形成反力矩控制侧向平衡的独轮机器人系统为被控对象,建立系统动力学模型,并将其在平衡点线性化,得到系统在前向和侧向两个正交方向解耦的近似线性模型.然后针对每一个控制方向上的子系统,分别设计基于融合函数的模糊控制器.该方法可以减少模糊规则,防止规则爆炸.仿真实验表明,所设计的模糊控制器可有效地实现独轮机器人的运动平衡控制.
- 阮晓钢胡敬敏蔡建羡武卫霞
- 关键词：动力学模型模糊控制融合函数
- 一种独轮机器人的滑模控制被引量：10
- 2011年
- 针对一种由一个车轮驱动并控制前向平衡、并由电机驱动惯性轮形成反力矩来控制侧向平衡的独轮机器人系统,提出了一种分组分层滑模变结构控制方法。该方法根据机器人动力学模型特点,将系统看作两个单输入系统组合,并分别针对每个单输入系统设计分层滑模控制器,从而实现机器人的运动平衡控制。从理论上证明了各层滑动平面的渐近稳定性,并通过仿真实验验证了控制方法的有效性和鲁棒性。
- 阮晓钢胡敬敏王启源刘航
- 关键词：滑模控制运动平衡控制
- 一种欠驱动柔性机器人模型的建立及控制被引量：1
- 2009年
- 采用Lagrange建模方法建立了欠驱动柔性自平衡机器人的数学模型,对柔性关节部分考虑了其弹性势能,仿真验证了模型的正确性,刚度越大,机器人上半身角度跟踪越快.采用线性二次型最优控制有效地控制了柔性机器人的平衡问题,通过实验,验证了在状态不完全可观测情况下系统的可控性,实验表明,只需机器人上半身部分安装传感器即可控制机器人达到平衡状态.对机器人结构的设计提供了参考.
- 陈静阮晓钢蔡建羡郜园园
- 关键词：欠驱动柔性关节自平衡机器人
- 基于操作条件反射自动机的仿生自主学习方法
- 2011年
- 提出了基于操作条件反射的仿生自主学习方法,设计了操作条件反射自动机(OCM)的认知模型.与原来的学习自动机相比,该模型增加了状态取向单元,利用'反应-强化'的学习机理,来模拟自然界生物的'随机应变性'.设计了OCM的递归学习算法,用于模拟生物的操作条件反射机制,使其具有仿生的自组织功能,包括自学习和自适应功能.通过模拟Skinner鸽子实验和倒立摆平衡控制实验,验证了该模型具有一定的仿生自主学习能力,可用于描述、模拟和设计各种自组织系统.
- 阮晓钢郜园园宋洪军
- 关键词：仿生自组织
