前轮驱动自行车机器人定车运动的建模与实现

• 作者: 廖启征 郭磊 魏世民 黄用华
• 来源期刊: 北京邮电大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 自行车机器人 前轮驱动 定车运动 动力学建模 稳定平衡控制
• 年，卷（期）: 2012,（2）
• 所属期刊栏目: 论文
• 页码范围: 5-9
• 分类号: TP24
• 字数: 2392字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1007-5321.2012.02.002

摘要

针对前轮驱动自行车机器人原地难以实现定车问题,提出一种简化的力学模型,并研究其部分反馈线性化控制策略.首先,考虑车轮纯滚动条件及定车时车把和车架垂直的特点,推导出前轮驱动角速度和车架航向角速率间的约束关系,并利用拉格朗日方程建立系统的动力学模型.然后,将系统欠驱动的车架横滚角线性化,并选择全部自由度为输出,根据部分反馈线性化原理设计定车运动控制器.仿真控制结果表明,适当地选取控制参数,系统可以在输入驱动力矩不大的情况下快速实现±10°范围内定车.物理样机实验进一步证明,利用所设计的控制器,前轮驱动自行车机器人可仅依靠前轮驱动实现小角度范围的原地定车运动.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	廖启征	北京邮电大学自动化学院	134	1809	21.0	36.0
2	郭磊	北京邮电大学自动化学院	49	404	12.0	17.0
3	魏世民	北京邮电大学自动化学院	122	1138	17.0	27.0
4	黄用华	北京邮电大学自动化学院	10	71	6.0	8.0