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专利号: 2019103086346
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种反作用轮平衡自行车机器人自适应滑模控制方法,其特征在于,包括以下步骤:通过传感器测量模块采集反作用轮平衡自行车机器人运动参数,该运动参数至少包括自行车机器人倾倒的角速度信号和角加速度信号;

根据角速度信号和加速度信号得出自行车倾倒的角度参量 和角加速度在主控芯片中设置自适应滑模控制器,所述滑模自适应控制器根据实时输入的角度参量 和角加速度 控制输出平衡力矩τ从而驱动反作用轮运动,以保持自行车机器人的平衡;

所述自适应滑模控制器的输出方程为:

其中,s为滑膜变量,sign为符号函数, 是车体转动惯量的上界,k是一个常数参量,为角度误差的绝对值, 为车体重量上界,g为重力常数, 为模型未定量的上界, 为滑模自适应项,其定义为

2.根据权利要求1所述的反作用轮平衡自行车机器人自适应滑模控制方法,其特征在于,所述自行车机器人所用的平衡方法为一个电机驱动的反作用轮。

3.根据权利要求1所述的反作用轮平衡自行车机器人自适应滑模控制方法,其特征在于,所述自适应滑模控制器的自适应项 可以根据当前滑模变量的大小自适应的调整控制输出。

4.根据权利要求1所述的反作用轮平衡自行车机器人自适应滑模控制方法,其特征在于,通过陀螺仪采集角速度信号,所述陀螺仪的型号为MPU6050。

5.根据权利要求1所述的反作用轮平衡自行车机器人自适应滑模控制方法,其特征在于,通过加速度计采集加速度信号,所述加速度计的型号为MPU6050。

6.根据权利要求1所述的反作用轮平衡自行车机器人自适应滑模控制方法,其特征在于,通过通讯模块实现自平衡机器人与外部设备进行数据通讯。

7.根据权利要求1所述的反作用轮平衡自行车机器人自适应滑模控制方法,其特征在于,所述主控芯片采用STM32F103。

8.根据权利要求1所述的反作用轮平衡自行车机器人自适应滑模控制方法,其特征在于,所述通讯模块为无线蓝牙数据传输模块。