[发明专利]基于拖曳距的双轮机器人建模与静止平衡方法及装置有效
| 申请号： | 201910637561.5 | 申请日： | 2019-07-15 |
| 公开（公告）号： | CN110348140B | 公开（公告）日： | 2021-06-25 |
| 发明（设计）人： | 梁斌;陈章;王秉亨;孙一勇;杨君 | 申请（专利权）人： | 清华大学 |
| 主分类号： | G06F30/20 | 分类号： | G06F30/20;G06F30/17;G06F111/04;G06F119/14 |
| 代理公司： | 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 | 代理人： | 张润 |
| 地址： | 10008*** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 本发明公开了一种基于拖曳距的双轮机器人建模与静止平衡方法及装置，其中，该方法包括：将双轮机器人系统设置为多连杆多关节系统，在多连杆多关节系统中定义多个坐标系并计算出双轮机器人系统的拖曳距范围；根据多连杆多关节系统所受的闭环运动链和双轮机器人系统的车轮几何特性建立两个约束方程并建立运动学模型；利用第一类拉格朗日方程对运动学模型进行求解得到双轮机器人动力学模型，并对可控性矩阵的奇异值、闭环控制器的吸引域和控制代价进行分析，根据分析结果在拖曳距范围中确定出符合控制需求的拖曳距。该方法能反映在不同拖曳距下车把转角与质心高度变化的非线性关系，并能为拖曳距的选取提供一套分析流程，提高静止平衡的控制效果。 | ||
| 搜索关键词： | 基于 拖曳 双轮 机器人 建模 静止 平衡 方法 装置 | ||
【主权项】：
1.一种基于拖曳距的双轮机器人建模与静止平衡方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，在检测双轮机器人系统满足预设等效设置条件时，将所述双轮机器人系统设置为多连杆多关节系统，并在所述多连杆多关节系统中定义多个坐标系，根据所述多个坐标系的几何关系计算出所述双轮机器人系统的拖曳距范围；S2，根据所述多连杆多关节系统所受的闭环运动链和所述双轮机器人系统的车轮几何特性建立两个约束方程，并根据所述两个约束方程建立运动学模型；S3，利用第一类拉格朗日方程对所述运动学模型进行求解得到双轮机器人动力学模型，并根据所述双轮机器人动力学模型对可控性矩阵的奇异值、闭环控制器的吸引域和控制代价进行分析，根据分析结果在所述拖曳距范围中确定出符合控制需求的拖曳距。
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