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欠驱动自行车机器人动态平衡建模与三环PID控制研究
论文摘要
针对欠驱动自行车机器人的动态平衡控制能力不足问题,本文设计了一种三环PID动态平衡控制器,该方法采用建立动力学模型,通过拉格朗日方法进行数学分析,分析车体倾角、飞轮转速和电机力矩之间的闭环传递函数关系。在动力学模型建立的条件下,设计了速度环、角度环和角速度环组成的三环PID控制器,同时利用小角度线性化模型对系统稳定性进行分析。最后通过实车实验结果表明,该三环控制方法能够使自行车机器人在一定倾角范围内保持平衡,受到外部扰动后也能较快恢复稳定。
参考文献
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出版声明与信息公开
基金项目:北华航天工业学院创新资助项目“无人驾驶自行车的自主平衡控制与循迹技术研究”(YKY-2025-13);河北省高等学校科学技术项目“具备感知行为的机器人诊疗康复交互演化机理研究”(QN2024181)
利益冲突声明:作者声明不存在利益冲突。
数据可用性:相关研究数据可在合理学术要求下向通讯作者索取。
版权与许可:© 2026 作者与 求真学术出版有限公司 · CC BY-NC-ND 4.0
标准学术引用格式
关皓轩, 段雨薇, 李思奇. 欠驱动自行车机器人动态平衡建模与三环PID控制研究[J]. 南太湖新工科产业学报, 2026, 1(1): 59-64。https://doi.org/10.68249/jstnei.2026.0011