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A Two-Wheeled Self-Balancing Robot with the Fuzzy PD Control Method

机译：模糊PD控制的两轮自平衡机器人

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摘要

A two-wheeled self-balancing robot with a fuzzy PD control method is described and analyzed as an example of a high-order, multiple-variable, nonlinear, strong-coupling, and unstable system. Based on a system structure model, a kinetic equation is constructed using Newtonian dynamics and mechanics. After a number of simulation experiments, we get the best Q, R, and state-feedback matrices. Then a fuzzy PD controller is designed for which the position and speed of the robot are inputs and for which the angle and angle rate of the robot are controlled by a PD controller. Finally, this paper describes a real-time control platform for the two-wheeled self-balancing robot that controls the robot effectively, after some parameter debugging. The result indicates that the fuzzy PD control algorithm can successfully achieve self-balanced control of the two-wheeled robot and prevent the robot from falling.
机译：以高阶，多变量，非线性，强耦合和不稳定系统为例，介绍并分析了具有模糊PD控制方法的两轮自平衡机器人。基于系统结构模型，使用牛顿动力学和力学方法构造动力学方程。经过大量的模拟实验，我们获得了最佳的Q，R和状态反馈矩阵。然后设计一个模糊PD控制器，为其输入机器人的位置和速度，并通过PD控制器控制机器人的角度和角速度。最后，本文介绍了一种用于两轮自平衡机器人的实时控制平台，该平台在经过一些参数调试后可以有效地控制机器人。结果表明，模糊PD控制算法能够成功实现对两轮机器人的自平衡控制，并能防止机器人跌落。

著录项

  • 来源
    《Mathematical Problems in Engineering》 |2012年第10期|469491.1-469491.13|共13页
  • 作者

    Junfeng Wu; Wanying Zhang; Shengda Wang;

  • 作者单位

    College of Automation, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China;

    Qingdao Haier AIC Elec Corp., Ltd., Qingdao Haier Co., Ltd., Qingdao 266101, China;

    College of Automation, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China;

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