两轮自平衡机器人模糊控制方法探究

"这篇资源主要讨论了模糊控制理论在两轮自平衡机器人控制中的应用，通过结合模糊逻辑和比例微分（PD）控制方法来研究如何实现机器人的稳定平衡。文章作者是张万英，导师是武俊峰，研究方向为控制理论与控制工程，论文在2012年于哈尔滨理工大学完成。" 在传统的精确控制方法如线性二次型调节器（LQR）中，需要被控对象的精确数学模型，但在实际的复杂系统如两轮自平衡机器人中，获取精确模型是困难的。模糊控制提供了一种基于专家经验而非精确模型的控制途径。模糊控制理论起源于模糊集合论，它运用模糊数学的概念，结合模糊逻辑推理和模糊语言变量，以实现对系统的实时控制。尽管模糊控制的控制精度可能较低，且设计过程依赖于专家知识，但其优点在于能够在没有精确模型的情况下工作。 模糊控制的缺点包括预先设定的控制规则和隶属度函数，这可能导致控制策略固定且无法动态调整，同时缺乏自学习和自适应能力。为解决这些问题，学者们进行了大量研究，试图改进模糊控制以增强其性能。论文《两轮自平衡机器人模糊PD控制方法研究》可能是针对这些挑战提出的一种解决方案，将模糊控制与PD控制相结合，以提高机器人的平衡性能和稳定性。 PD控制是一种经典的反馈控制策略，它结合了比例控制（P）和微分控制（D）的特性，比例项负责快速响应误差，而微分项则有助于减少超调和改善系统的响应速度。在模糊PD控制中，模糊逻辑用于处理不确定性，而PD控制器则用于提供精确的控制反馈，两者结合可以更好地应对动态环境中的变化。 该硕士学位论文的作者声明其研究是独立完成的，并且所有的研究成果和引用他人的工作都已清晰标注。此外，作者还同意论文的所有权归哈尔滨理工大学，并授权学校保存、使用和公布论文内容，但可能需要在一定期限内保密。 这篇论文探讨了在两轮自平衡机器人控制领域，如何利用模糊控制和PD控制的优势互补，以实现更高效、鲁棒的控制策略。这一研究对于理解和改进复杂系统特别是自平衡机器人的控制方法具有重要意义。