[发明专利]两轮自平衡车平面点对点自主运动控制方法

摘要

本发明涉及一种两轮自平衡车平面点对点自主运动控制方法，包括原地转向控制和纵向直行控制两部分。所述原地转向控制，在保证两轮自平衡车原地直立的同时(原地直立是纵向直行的特例，可通过纵向直行控制方法实现)，采用转向PD控制器使两轮自平衡车原地旋转到与当前位置和目标位置连线重合的方向。所述纵向直行控制，首先在考虑两轮自平衡车运动耦合关系的基础上，为其规划一条纵向运动的参考加速度轨迹，然后，采用纵向PID控制器实现两轮自平衡车对所规划纵向参考轨迹的跟踪，同时采用转向PD控制器使转向角保持在恒定的参考值，从而使得两轮自平衡车在保证车身稳定的前提下，到达目标位置，实现平面点对点自主运动。

主权项

1.两轮自平衡车平面点对点自主运动控制方法，其特征在于，包括原地转向控制部分和纵向直行控制部分；所述原地转向控制部分，具体为：根据当前位置和目标位置信息确定参考转向角实时计算传感器测得的转向角与参考转向角的偏差、转向角速度与和参考转向角速度的偏差，采用转向PD控制器使电机产生转向扭矩τ_ω，进而使两轮自平衡车原地旋转到与当前位置和目标位置连线重合的方向；所述纵向直行控制部分，具体为：首先在考虑两轮自平衡车运动耦合关系的基础上，为其规划一条纵向运动的参考加速度轨迹，然后，实时计算传感器测得的纵向位移、纵向速度和纵向加速度与所规划轨迹确定的对应参考值的偏差，采用纵向PID控制器使电机产生纵向控制扭矩τv，进而使两轮自平衡车从初始位置纵向运动到目标位置，同时保持车身直立；在上述纵向PID控制器和转向PD控制器的共同作用下，依次进行原地转向和纵向直行，实现两轮自平衡车平面点对点自主运动。