【轮式平衡机器人】——角度/速度/方向控制分析&软件控制框架

柯宝最帅

已于 2024-01-25 11:34:48 修改

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分类专栏： Simulink仿真文章标签：机器人

于 2024-01-21 16:09:09 首次发布

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本文分析了轮式平衡机器人的角度、速度和方向控制，采用双闭环PID策略。角度控制通过PD内环实现，速度控制利用PI外环，方向控制用比例控制P。控制框架涉及CD摄像头循迹、APP控制、超声波避障等功能。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

轮式平衡机器人具有自不稳定性，可类比一级倒立摆系统的控制方法，常见有反馈线性化方法、非线性PID控制、自适应控制、自抗扰控制，还有改进的传统缺乏对外界干扰和参数改变鲁棒性的滑模变结构控制。我们采用较为简单的双闭环PID控制实现平衡模型。

一、角度平衡控制（PD内环）

由上面的系统传递函数可知，该系统一共2个极点 $\pm\sqrt{g/L}$ ，但根据奈奎斯特判据，其中一个极点位于s平面的右半面会引起系统的不稳定性，可加入反馈环节消除这种不稳定，能有效避免闭环过程中参数波动产生的

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