球形机器人系统建模与仿真

来源期刊：机械设计与制造2020年第2期

论文作者：廖丹 高宏力 宋兴国 黄晓蓉

文章页码：260 - 528

关键词：球形机器人;动力学模型;非线性动力学微分方程;PID;

摘    要：针对目前球形机器人的完整动力学模型不能应用现有的非线性控制方法的问题,通过合理的抽象和简化,采用拉格朗日法选取适当的广义坐标,推导出一种完整的三维动力学模型,并将其转化为二阶非线性微分方程,相较其他的动力学模型降低了复杂度,为基于动力学模型的控制策略研究提供基础。同时针对该模型采用一种并联PID控制方法,在Simulink仿真实验中证明在此动力学模型基础上该控制策略能实现机器人的平衡控制与运动控制,并具有较好的响应特性和稳定性。