獨(dú)輪機(jī)器人機(jī)械本體機(jī)構(gòu)研制.pdf

1、機(jī)器人的本體機(jī)構(gòu)是機(jī)器人系統(tǒng)的基礎(chǔ),是進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)研究及實(shí)際應(yīng)用的有效實(shí)體。獨(dú)輪機(jī)器人是一種靜態(tài)不穩(wěn)定的自平衡機(jī)器人,是一個具有多變量、欠驅(qū)動、強(qiáng)耦合、非線性等特點(diǎn)的非完整系統(tǒng),其動力學(xué)方程非常復(fù)雜,其控制算法的設(shè)計一直是研究領(lǐng)域的一大難題。獨(dú)輪機(jī)器人的本體機(jī)構(gòu)對其控制系統(tǒng)的設(shè)計有很大的影響,為了簡化控制系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜度,研制一個合理且優(yōu)化的獨(dú)輪機(jī)器人本體機(jī)構(gòu)是非常重要的。
　　本文基于垂直轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的獨(dú)輪機(jī)器人模型,研制了能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)

2、向運(yùn)動的六自由度獨(dú)輪機(jī)器人的本體機(jī)構(gòu),為后期姿態(tài)穩(wěn)定控制實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。
　　通過分析六自由度獨(dú)輪機(jī)器人的運(yùn)動規(guī)律,建立了其理想動力學(xué)模型,并采用凱恩方法求出了獨(dú)輪機(jī)器人的動力學(xué)方程。利用狀態(tài)空間模型來表述獨(dú)輪機(jī)器人的動力學(xué)方程,在機(jī)器人平衡位置處將狀態(tài)空間模型線性化,并基于極點(diǎn)配置方法設(shè)計了獨(dú)輪機(jī)器人的狀態(tài)反饋控制算法。
　　依據(jù)所設(shè)計的獨(dú)輪機(jī)器人的狀態(tài)反饋控制算法,采用MATLAB軟件對獨(dú)輪機(jī)器人的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行仿真分析,