| 基于PWM伺服控制及LQR的两轮自平衡移动机器人 |
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| 引用本文： | 阮晓钢,赵建伟.基于PWM伺服控制及LQR的两轮自平衡移动机器人[J].控制工程,2009,16(3). |
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| 作者姓名： | 阮晓钢 赵建伟 |
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| 作者单位： | 北京工业大学,电子信息与控制工程学院,北京,100022 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金，北京市人才强教计划，高等学校博士学科点专项科研基金 |
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| 摘 要： | 研究两轮直立式自平衡机器人的系统结构及PWM直流伺服控制系统,加入伺服系统使得电机控制变得容易,机器人的控制也变得更加有效,并对其进行了仿真和机器实验.系统由运动装置、姿态监测传感器和控制器构成,左右车轮由2个带有光电编码器反馈的高精度直流伺服电机分别驱动,采用晶体管脉冲宽度调制(PWM)直流伺服控制系统,姿态监测使用陀螺仪和倾角传感器.建立系统的数学模型,在Matlab环境下设计了状态反馈控制器(LQR),系统具有良好的鲁棒性和稳定性.通过实验验证了系统的稳定性.一种真正的仿人型机器人实现各种灵活的行走控制,表明了系统建模、引入伺服系统和控制器设计的合理性和有效性.
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| 关 键 词： | PWM伺服控制 两轮直立式自平衡机器人 姿态检测 LQR控制 |
Self-balance Dual-wheel Mobile Robot Based on Servo Control System of PWM and LQR |
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| RUAN Xiao-gang,ZHAO Jian-wei.Self-balance Dual-wheel Mobile Robot Based on Servo Control System of PWM and LQR[J].Control Engineering of China,2009,16(3). |
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| Authors: | RUAN Xiao-gang ZHAO Jian-wei |
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| Affiliation: | College of Electronic and Control Engineering;Beijing University of Technology;Beijing 100022;China |
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| Abstract: | The structure of a dual-wheel upright self-balance robot and the direct current servo control system of pulse width modulation(PWM)is discussed.The system consists up of a mobile mechanism,posture observation sensor and the controller.The right and left wheels are driven separately by two high percision DC servo motors with photoelectric encoder.Direct current servo control system of PWM is used to the servo control.Gyro scope and angle sensors are used for posture observation.The mathematical model is buil... |
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| Keywords: | servo control of PWM upright self-balance dual-wheel robot posture observation LQR control |
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