一种惯性轮自平衡方法

作者:章政; 李亚贵; 洪亮; 余义; 付雷; 黄锡海; 张静静
来源:2018-12-20, 中国, ZL201811590519.4.

摘要

本发明公开了一种惯性轮自平衡方法,涉及自平衡技术领域,采用拉格朗日法建立惯性轮自平衡系统的数学模型,将惯性轮自平衡系统抽象为匀质的摆杆和转动连接在摆杆顶部的飞轮,飞轮通过电机驱动形成竖直平面内的反力矩;采用三串级PID控制模块实现对摆杆倾斜角度的控制,使摆杆的倾斜角度、倾斜角速度及飞轮的转速作为系统的反馈,以摆杆的倾斜角速度作为系统的内环,摆杆的倾斜角度作为系统的中间环,飞轮的转速作为系统的外环,对飞轮的转速进行控制;针对惯性轮自平衡机器人的高阶、多变量、非自稳特点,本发明惯性轮自平衡系统设计了三串级控制系统,由此提高了系统抗扰能力,加快了系统的自稳调节速度,实现系统的稳、准、快地控制目标。