两轮自平衡机器人控制系统设计与实现

• 作者: 林文建 肖祥慧 钟杭 钱馨然 黎福海
• 来源期刊: 电子测量与仪器学报
• 学科: 工学
• 关键词: 两轮自平衡机器人 动态模型 PID-LQR控制器 K60微控制器
• 年，卷（期）: 2013,（8）
• 所属期刊栏目: 学术论文
• 页码范围: 750-759
• 页数: 10页
• 分类号: TP273
• 字数: 4082字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1187.2013.00750

摘要

提出了一种使用PID优化LQR的两轮自平衡机器人控制方案.首先建立自平衡机器人的动态模型,使用卡尔曼滤波实现加速度计及陀螺仪的信息融合,然后设计了一种具有PID动态调节及LQR跟踪功能的PID-LQR控制器,解决了机器人在大角度范围内不能快速稳定地达到设定状态效果的问题,最后搭建了以K60微控制器为核心的机器人软硬件平台.仿真结果表明当设定速度为1m/s时,PID-LQR控制器比LQR控制器动态响应速度减少接近1 s.实际应用测试结果表明当机器人受冲击后,重新回到平衡位置的时间减少接近1s,平衡位置的扰动大小减小50％左右.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	黎福海	湖南大学电气与信息工程学院	121	706	14.0	19.0
2	肖祥慧	湖南大学电气与信息工程学院	9	76	4.0	8.0
3	钟杭	湖南大学电气与信息工程学院	9	116	5.0	9.0
4	林文建	湖南大学电气与信息工程学院	1	46	1.0	1.0
5	钱馨然	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所	2	46	1.0	2.0