重庆理工大学学报(自然科学) ›› 2024, Vol. 38 ›› Issue (7): 110-117.

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采用 SGCMG 的两轮单辙平台自平衡控制技术

但远宏,彭润山,王敬,钟海洋,和 超,陈 浩   

  1. 重庆理工大学计算机学院,重庆 400054
  • 发布日期:2024-08-13
  • 作者简介:但远宏,男,博士,副教授,主要从事智能控制与智能系统研究,E-mail;dyh@cqut.edu.cn;通信作者彭润山,男,硕士,主要从事运动控制研究,E-mail:502370108@qq.com。

  • Published:2024-08-13

摘要: 针对以自行车、摩托车为代表的两轮单辙平台的自然不稳定问题,采用单框架控制力矩陀螺(SGCMG)为平衡控制机构,研究两轮单辙平台不同工况下自平衡控制算法。分析两轮单辙平台横向力矩,推导横滚转动动力学方程,并根据不同状态误差设计了增益调度PID控制器;建立轮-地接触点模型,修正曲线运动时目标横滚角,减小反馈静差,获得更好的动态响应;以前叉转向趋势预估未来时刻转向角度与目标平衡横滚角度,提前调整姿态以重力矩抵消离心力矩,模拟人骑行时的预判压弯行为。相关算法经仿真验证与实车测试,可在静止与曲线运动等工况下保持动态平衡,效果良好,表明了算法的有效性。

关键词: 平衡控制;控制力矩陀螺;两轮单辙平台;横滚角预测;增益调度PID

中图分类号: 

  • TP273