两轮自平衡机器人模糊PD控制方法研究

"两轮自平衡机器人模糊PD控制方法研究" 这篇资源主要探讨的是两轮自平衡机器人的控制策略，具体是基于模糊PD控制的方法。自平衡小车，即两轮自平衡机器人，是一种复杂动态系统，其核心挑战在于如何在各种环境条件下保持稳定状态。在描述中提到的机器人自平衡状态下实时控制曲线，展示了机器人在初始角度为0.31rad（约17.8度）时的动态响应。 论文中，硕士研究生张万英在导师武俊峰的指导下，深入研究了如何通过模糊逻辑来改进传统的比例微分(PD)控制器，以应对自平衡机器人的控制问题。模糊逻辑在这里的作用是处理不确定性，提高控制系统的鲁棒性，能够更好地适应地面不平整和外界干扰的影响。 PD控制器是常用于动态系统的一种反馈控制策略，它结合了比例控制（P）的即时响应和微分控制（D）的抗超调能力。然而，对于自平衡机器人这样具有非线性和时变特性的系统，传统的PD控制器可能无法达到最优性能。模糊逻辑的引入可以弥补这一不足，通过模糊推理处理输入和输出的不确定性，使得控制器能够更灵活地适应变化的条件。 论文中提到的实时控制曲线包括电机输出转矩、机器人位移、速度、倾角和角速度等关键参数的变化。这些曲线揭示了机器人在大初始倾角下，如何通过PD控制器配合模糊逻辑快速调整，仅用0.5秒就能达到平衡状态，比仿真预计的调整时间快了2秒以上。这表明模糊PD控制方法在实际应用中具有较高的效率和稳定性。 此外，该论文还涉及到学术规范，如原创性声明和使用授权书，强调了作者对研究成果的所有权以及同意哈尔滨理工大学对论文的使用和保存规定。学位论文的保密年限和解密后的适用范围也进行了说明，这通常是为了保护知识产权和科研成果的安全。 这篇论文为两轮自平衡机器人的控制技术提供了新的视角，特别是模糊PD控制方法在实时控制中的应用，对于理解自平衡机器人的控制策略和提升其在复杂环境下的自平衡能力有重要的理论和实践价值。