基于模糊PID的无人自行车控制器研究与设计
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广州城市理工学院电子信息工程学院,广州 510800

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中图分类号:

TP242.6;TP391.9

基金项目:

广州城市理工学院百人计划“优秀骨干教师”科研项目( CQ18YG23)


Research and design of unmanned bicycle controller based on fuzzy PID
Author:
Affiliation:

School of Electronic&Information Engineering,Guangzhou College of South China University of Technology, Guangdong, 510800

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    摘要:

    针对无人自行车行驶过程中的不确定性扰动和不精确的模型带来的平衡稳定性问题,设计了一款基于串级模糊自适应PID控制器。该控制器通过飞轮惯性系统、空间状态方程和运动控制策略进行数学建模,依赖于模型预测控制技术求取当前无人自行车姿态信息,结合模糊自适应PID算法和线性二次控制方法设计系统控制器,借助惯性飞轮在改变加速度时产生的反作用惯性力矩,实现无人自行车的静态平衡控制,输入车把转角和后轮速度,实现无人自行车的运动控制。仿真测试和样机实验结果证明了无人自行车的直立控制和运动控制的合理性和有效性,使系统具备了抗干扰能力,并表现出较强的鲁棒性。

    Abstract:

    Aiming at the problem of balance stability caused by uncertain disturbance and imprecise model, a cascade fuzzy adaptive PID controller is designed. The controller uses the flywheel inertial system, space state equation and motion control strategy for mathematical modeling, relies on the model predictive control technology to obtain the current attitude information of the unmanned bicycle, combines the fuzzy adaptive PID algorithm and linear quadratic control method to design the system controller, and uses the reaction inertia moment generated by the inertia flywheel when changing the acceleration, Realize the static balance control of the unmanned bicycle, input the handlebar angle and rear wheel speed to realize the motion control of the unmanned bicycle. The results of simulation test and prototype experiment prove the rationality and effectiveness of the upright control and motion control of the unmanned bicycle, which makes the system have the ability of anti-interference and strong robustness.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

缪文南.基于模糊PID的无人自行车控制器研究与设计[J].电子测量技术,2021,44(12):12-17

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