全向輪運動平臺分析(編輯修改稿)
2025-07-22 04:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (30+θ)cos?(30θ)sinθsin?(30+θ)sin?(30θ)cosθLLLf1f2f3 如上式所示，基于機器人動力學(xué)模型的控制方案，直接根據(jù)機器人的動力學(xué)模型設(shè)計運動控制器，控制器的輸出為機器人上驅(qū)動電機的驅(qū)動電壓?；趧恿W(xué)模型的控制方案，不需對驅(qū)動電機進行底層的速度控制，消除了底層速度控制帶來的延時。由動力學(xué)方程：mxemyeIθ=FXFYM=3232012121LLLf1f2f3可知在體坐標(biāo)系中各個方向上的控制輸入輸出是獨立的并且相互之間無耦合；于是可在體坐標(biāo)中對各個控制量分別進行控制。當(dāng)以各個電機電壓作為控制量U時，對控制量U進行矩陣變換Tb3╳3U后可得到各個方向控制量Fu=Tb3╳3U。先對系統(tǒng)參數(shù)mI進行辨識，得到由控制量Fu到速度V的傳遞函數(shù)；然后設(shè)計Fu的控制器，進過變換Ta3╳3Fu后得到各個電機的控制量U=Ta3╳3Fu 。速度控制指令vxevye ω由第2節(jié)控制律求得。圓弧模型在文獻[4]中介紹機器人里程計圓弧模型是把移動機器人在運動過程中的實際軌跡通過圓弧去逼近。圖7平臺樣品示意圖[5]圖8 采樣期間的圓弧運動軌跡圖中Axn,yn,θn和Bxn+1,yn+1,θn+1分別為在采樣時間間隔內(nèi)起始點與終點的位姿坐標(biāo)，AB為采樣期間的圓弧軌跡，利用圖中幾何關(guān)系可以得到運動軌跡為圓弧時的推算公式如下：xn+1=xn+L?SR+?SL2?SR?SLsinθn+?SR?SLLsinθnyn+1=ynL?SR+?SL2?SR?SLcosθn+?SR?SLLcosθnθn+1=θn+?SR?SLL 當(dāng)?SR?SL較小時可采用直線模型xn+1=xn+?SR+?SL2cosθn+?SR?SLLyn+1=yn+?SR+?SL2sinθn+?SR?SLLθn+1=θn+?SR?SLL 隨著移動距離的增加，誤差逐漸加大，其誤差的來源主要包括系統(tǒng)誤差和非系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差跟實際采用的器件的精度和測量上的誤差等方面產(chǎn)生的；非系統(tǒng)誤差是在移動過程中隨機發(fā)生的誤差，主要包括：測位輪子的打滑、路況等。由于非系統(tǒng)誤差不容易消除，因此，這里將通過實驗的方法來校準(zhǔn)機構(gòu)的安裝精度，減小因系統(tǒng)誤差對定位精度產(chǎn)生較大影響。影響測量誤差的主要參數(shù)是編碼器輸出一個脈沖對應(yīng)輪子運動的距離r和兩個定位輪之間的距離L，r和L精度校正的具體方法和實現(xiàn)步驟如下：編碼器一個脈沖代表定位輪運行的距離r校正方法：使兩個定位輪在室內(nèi)平面上沿著一條 5 米長度的直線運行，編寫軟件程序，對與定位輪同軸相連的兩個自由編碼器的輸出脈沖進行計數(shù)，將該數(shù)值記錄左右自由編碼器輸出脈沖個數(shù)NL和NR，根據(jù)公式r=5000(NL+NR)/2mm求出每次測量計算得到r的值，再取平均值即可。經(jīng)過多次測試實驗結(jié)果列表。
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