基于惯性飞轮的独轮自平衡机器人侧向动力学分析

• 作者: 朱晓庆 阮晓钢 魏若岩
• 来源期刊: 应用力学学报
• 学科: 工学
• 关键词: 独轮机器人 拉格朗日方程 侧向动力学方程 PD控制器 LQR
• 年，卷（期）: 2013,（3）
• 页码范围: 395-400
• 页数: 6页
• 分类号: TP391
• 语种: 中文
• DOI: 10.11776/cjam.30.03.C041

摘要

独轮机器人是一类重要的科学研究型机器人，基于旋转的惯性飞轮的独轮机器人可以实现独轮机器人的侧向平衡。本文单独推导了其侧向动力学方程，分析得出惯性飞轮对独轮机器人侧平衡的动力学影响，通过设计PD控制器和LQR控制器实现了对独轮机器人的侧向平衡控制，并进行了对比。仿真和物理实验均证实了：独轮机器人的滚转角变化量与飞轮的角加速度成正比；旋转飞轮产生的平衡力矩与飞轮的转动加速度方向相反；独轮机器人的滚转角变化量与飞轮的转动惯量正相关。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	阮晓钢		240	2182	23.0	35.0
2	魏若岩		17	49	4.0	6.0
3	朱晓庆		10	30	3.0	5.0