带惯性轮的两轮机器人H_(∞)鲁棒控制系统

作     者：胡阳城 黄卫华 陈昊 杨继荣 吴家刚 HU Yang-cheng;HUANG Wei-hua;CHEN Hao;YANG Ji-rong;WU Jia-gang

作者机构：武汉科技大学机器人与智能系统研究院武汉430081 

出 版 物：《组合机床与自动化加工技术》 (Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique)

年 卷 期：2023年第4期

页      面：58-62页

学科分类：08[工学] 080202[工学-机械电子工程] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金(61773298)。 

主　　题：两轮机器人 惯性轮 H_(∞)鲁棒控制 动力学建模 

摘      要：针对复杂环境中两轮机器人的实用性和平衡控制问题,构建了一种带惯性轮的两轮机器人H_(∞)鲁棒控制系统。首先,介绍了两轮机器人的机械结构及性能,通过惯性轮和底部双轮共同作用增强机体的运动能力,提升机器人对环境的适应性;其次,推导了坡面上带惯性轮的两轮机器人动力学模型;在此基础上,设计了一种基于H_(∞)鲁棒控制器的两轮机器人系统,实现了机器人姿态控制的自平衡稳定性、鲁棒性以及抗扰性;最后,仿真和实测实验验证了所设计机器人系统的可行性和有效性:机器人系统的倾斜角度可调范围更大、控制精度更高,可有效抑制由于机体振动和外界干扰对系统的影响。