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基于串级PID的自行车机器人侧向平衡控制设计与分析: 2025年; 为了使自行车机器人能通过惯性飞轮达到侧向平衡,对其侧向平衡受力进行分析,结合分析结果和串级比例积分微分(PID)控制策略,设计自行车机器人侧向控制器,并搭建仿真平台和实物样机,完成仿真和实验验证。首先简化自行车模型,分析自行车侧向平衡模型,设计了利用惯性飞轮来平衡侧向倾倒力矩。其次,基于串级PID控制器策略和侧向平衡原理,设计基于串级PID的侧向平衡控制器,然后利用Simlink软件平台搭建仿真系统,对提出的控制策略进行仿真分析。仿真结果表明,所设计的平衡控制器能够达到自行车平衡。最后,通过样机实验验证了控制算法在实际应用中的有效性,能够使得自行车机器人获得侧向平衡控制能力。; 郑佳秋罗阳周名全邱健斌; 关键词：自行车机器人

基于GPS锚点的自行车机器人路径跟踪算法设计与实现: 2025年; 设计了一款基于RT064核心板的自行车机器人,该机器人利用GPS锚点跟踪算法实现了路径跟踪。采用TAU201双频GPS模块以及IMU963RA九轴姿态传感器模块来获取小车姿态数据以及GPS位置数据;采用惯性飞轮通过惯性力矩保持自行车的侧向平衡;车把控制采用舵机调整方向角,实现路径跟踪。在跟踪算法的实现上,首先在预设路径沿线上采集多个锚点的坐标数据,在自行车机器人行驶过程中实时采集自身的GPS信息,通过计算实时方位角和与锚点之间的夹角,然后用于构造误差量,误差代入PID控制算法,使得机器人能对锚点进行趋近,以实现锚点跟踪,一系列锚点的跟踪形成了路径跟踪。设计了实物样机,通过编写算法代码控制自行车机器人平衡控制和航向运动,在样机上实现了自行车机器人路径跟踪控制。; 郑佳秋严华邱健斌何倩蒋文全钟蕾; 关键词：自行车机器人路径跟踪算法 GPS PID

智能自行车机器人: 本发明涉及自行车技术领域，具体的说是智能自行车机器人，包括车体以及分别安装在车体前后两端的前轮机构和后轮机构，该自行车机器人采用三段式折叠车体，在骑行状态下与普通自行车无异，在非骑行状态下能够通过转动前倾角件和后倾角件，...; 吴景毅吴嘉珺王塑桐王尚尧孙昊翔王博薇胡杨姚天旭贺旭松耿子瑶王心羽穆泓元左国玉孙立山

自行车机器人滑模变结构控制器设计与实现: 2024年; 协调的运动控制方案对于智能无人机器人精确稳定的运动至关重要。针对反作用力轮无人自行车的独立平衡问题,提出一种固定时间收敛结合自适应干扰补偿的高阶滑模控制方案。该方案可普遍应用于考虑了幅度和速率约束的执行器等一类问题。首先,出于整体设计考虑,采用固定时间快速收敛的滑模控制器进行反作用力轮无人自行车功率驱动,同时设计一个高阶滑模干扰观测器补偿未建模参数项和外部干扰的影响;其次,基于Lyapunov函数给出闭环控制系统的稳定性证明。在实际场景中进行验证实验,所提方案相较其他滑模控制方法有5%~30%幅度的性能提升,特别是在动态行驶误差RMSE方面达到了0.003 1 rad,说明控制器在行驶过程中稳定有效。; 徐溢鸿颜斌陈龙; 关键词：干扰观测器高阶滑模控制

基于脚轮原理的多节自行车机器人: 本发明公开了一种基于脚轮原理的多节自行车机器人，包括牵引车和至少一节挂接车，牵引车的牵引前、后轮分别通过牵引前、后车叉安装在牵引车架的前、后端，牵引前车叉上设有牵引前轮驱动机构和牵引前轮行走编码器，牵引车架上设有牵引前轮...; 黄用华李凯庄未黄浩李高明苏晓钟艳如匡兵黄美发

基于Udwadia-Kalaba理论的自行车机器人平衡控制方法被引量：4: 2023年; 针对自行车机器人侧向自平衡问题,以一类装有角动量轮的自行车机器人为研究对象,提出一种新的平衡控制方法.该方法根据自行车机器人静止时刻的侧向平衡条件,构造机器人平衡控制的运动学约束,并将平衡约束视为控制目标.基于Udwadia-Kalaba(U-K)理论,建立满足机器人侧向平衡的扭矩解析模型,设计基于模型的平衡约束跟随控制器.研究结果表明,所提控制方法能够实现自行车机器人的侧向平衡,克服机器人侧向横滚角θ初始偏差的干扰,通过对平衡扭矩模型的计算,对自行车机器人进行主动平衡控制.相较于传统PD反馈控制方法,该种基于模型设计的控制方法,具有系统响应速度快、超调量小和控制扭矩易于优化等特点.借助MATLAB软件,对所提控制方法进行了仿真验证,实现了初始横滚角速度分别为0、1、2、5°·s^(-1)条件下的自行车机器人侧向自平衡控制,仿真结果验证了控制系统的稳定性和有效性,为无人驾驶自行车机器人的平衡控制领域提供了一个新的思路.; 张佳乐赵睿英冯艳丽杨皓武琳琳; 关键词：自行车机器人 PD控制

基于滑模变结构的自行车机器人控制策略研究: 随着自动控制技术的出现和发展，机器人越来越多地应用在工业自动化、快递物流和军事等领域。自行车机器人作为机器人的代表，不仅继承了自行车灵活小巧、运载量大等特点，还可以与自动驾驶、轨迹跟踪等先进领域相结合，拥有广阔的应用前景...; 李嘉荣; 关键词：自行车机器人自动控制技术

一种反作用轮平衡自行车机器人自适应滑模控制方法: 本发明公开了一种反作用轮平衡自行车机器人自适应滑模控制方法，包括以下步骤：通过传感器测量模块采集自平衡自行车机器人运动参数；在主控芯片中设置自适应滑模控制器，该自适应滑模控制器根据实时输入的自行车倾斜角度参量<Image...; 陈龙姚鑫樊凌雁马学条杨柳郑雪峰

一种反作用轮平衡自行车机器人模糊自适应滑模控制系统: 本发明公开了一种反作用轮平衡自行车机器人模糊自适应滑模控制系统，包括传感器系统、主控芯片及电机系统。其中，传感器系统根据传感器测量模块采集的运动参数控制电机系统的运动；主控芯片中设置用于速度控制的PI控制器、方向控制的P...; 陈龙姚鑫樊凌雁马学条杨柳郑雪峰

两轮车自行车机器人的点对点位置控制被引量：2: 2022年; 针对一种两轮车自行车机器人系统,研究了在无车把转动的前提下,对自行车机器人点对点直线控制进行研究。采用查普雷金方法对两轮车自行车机器人进行动力学分析,建立了系统的二阶动态模型,设计了线性系统二次型性能指标的最优控制(LQR)控制器来研究系统点对点的控制问题,并且添加了负载进行试验干扰。研究结果表明,两轮车自行车机器人可以在控制器的作用下保持平衡,并且证明了在一定范围内的负载,LQR控制器对两轮车机器人的点对点位置控制具有一定的鲁棒性。; 黄用华郭骞庄未银桥李天生; 关键词：LQR

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