[发明专利]一种两轮自平衡机器人滑模自适应控制系统

摘要

本发明公开了一种两轮自平衡机器人滑模自适应控制系统，包括传感器测量模块、主控芯片和电机系统，其中，传感器测量模块用于采集自平衡机器人运动参数，电机系统用于驱动两轮自平衡机器人运动；主控芯片与传感器测量模块和电机系统相连接，用于根据传感器测量模块采集的运动参数控制电机系统的运动；主控芯片中设置滑模自适应控制器，滑模自适应控制器的输出方程为：U＝‑(K+φ)X。采用本发明的技术方案，能够对外界环境进行自适应同时能够最大程度降低外界环境中各种干扰对两轮自平衡机器人的影响并且不损失鲁棒性，同时本发明还会利用机器学习对一些长期积累因素进行磨合使两轮自平衡机器人具有最优的性能，从而保证了安全性与稳定性。

主权项

1.一种两轮自平衡机器人滑模自适应控制系统，其特征在于，包括传感器测量模块、主控芯片和电机系统，其中，所述传感器测量模块用于采集自平衡机器人运动参数，该运动参数至少包括角速度信号和加速度信号；所述主控芯片根据角速度信号和加速度信号能够获取角度参量θ和角速度所述电机系统用于驱动两轮自平衡机器人运动；所述主控芯片与所述传感器测量模块和所述电机系统相连接，用于根据所述传感器测量模块采集的运动参数控制所述电机系统的运动；所述主控芯片中设置滑模自适应控制器，所述滑模自适应控制器根据实时输入的角度参量θ和角速度控制输出电压U从而驱动电机系统运动；所述滑模自适应控制器的输出方程为：U＝‑(K+φ)X；其中，X为角度参量θ和角速度的集合，其是通过将机器人等效为倒立摆模型并从能量和动量角度分析确定，K是通过倒立摆模型状态方程极点计算出来的参数矩阵；φ取值是根据以下公式决定：γ是自适应速率，e为角度误差参数，C取[0 0 1 1]。