二轮自平衡小车动力学建模及仿真分析文献综述

 2022-05-02 10:05

文献综述

题目:两轮自平衡小车的动力学建模与仿真分析

摘要:两轮自平衡小车是一种特殊式的移动工具,具有多变量、非线性、强耦合、参数不确定性等动力学特性。对其进行深入研究探讨具有一定的科学研究和实际实用价值。本文综述国内外自平衡车的研究现状,建立两轮自平衡车的动力学模型,并分析其动力学特性,以及进行Matlab仿真分析。最后,得出结论并获得预计的研究成果。

关键词:双轮自平衡小车 动力学 MATLAB建模 仿真分析

1引言:

自两轮自平衡小车的问世以来,迅速吸引各国平衡车研究者的兴趣。两轮自平衡车也称为两轮机器人,因为其行为与火箭飞行器及两足机器人行走有很大的相似性,因而对其进行研究和设计受到国内外机器人领域的高度重视。双轮自平衡车,属于同轴平行布置的结构,即两个车轮轴连接在同一根轴线上,两轮自平衡车的工作原理源自倒立摆(In-verted Pendulum)系统的控制原理,其重心位置在支点上方。两轮行走机构是自然不稳定体,为高阶次、不稳定、多变量、非线性、强耦合系统,在非控制状态下,其不能保持自身平衡。通过动力学建模和仿真分析,检验各种控制理论。目前对于国内研究现状而言,关于两轮自平衡机器人的研究也慢慢地火热起来,由于这种平衡车可以自我平衡,能够通过自主学习来适应环境变化的显著特点,运动灵活、行驶速度和倾斜角度可以自主调节。两轮差动输入可以进行原地回转和任意半径转向,并且有着结构简单、运动灵活、适合在狭小和危险的空间内工作,因此,在民间、军用上都有着广泛的应用前景。主要有北京科技大学、北京理工大学、华中科技大学等高校科研单位参与,也取得一些比较理想的成果。所以,双轮自平衡车的研究是一个很强的教学价值和广泛的市场应用价值。

图 1两轮自平衡小车模型

2国内外研究现状

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