弹跳机器人跳跃姿态模糊自适应PID控制仿真
作者:
作者单位:

西南科技大学 信息工程学院,四川 绵阳 621010

作者简介:

皮 明(1987-),男,博士,特聘副教授,主要研究方向为智能机器人控制.email:756408918@qq.com.
杨 涛(1972-),男,博士,教授,主要研究方向为机电系统仿真.

通讯作者:

基金项目:

四川省重点研发计划基金资助项目(2024YFFK0039);西南科技大学博士基金资助项目(21zx7142)

伦理声明:



Simulation of fuzzy adaptive PID control for hopping posture in hopping robots
Author:
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Affiliation:

School of Information Engineering,Southwest University of Science and Technology,Mianyang Sichuan 621010,China

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    摘要:

    针对现有的弹跳机器人无法对自身的跳跃姿态角度进行精确控制的问题,提出一种基于飞轮反作用力调节的弹跳机器人跳跃时的姿态控制方法。在跳跃时,通过飞轮连续转动时产生的反作用力,可以实现机器人姿态角度的调节,每个飞轮调节器使用模糊自适应比例-积分-微分(PID)控制器进行控制。相较于传统的PID控制器,模糊自适应PID能够更快,并以更小的跟踪误差实现机器人姿态角度的调节。仿真结果表明,相较于传统的姿态控制方式,采用飞轮调节能够更快地实现弹跳机器人姿态角度的实时控制。特别在机器人连续跳跃时,飞轮能够更好地吸收间歇性的冲击动量,使机器人姿态角在更大的范围内保持稳定。在未来工作中,会考虑搭建弹跳机器人实物平台,进行室内外环境的越障测试。

    Abstract:

    Aiming at the problem that existing jumping robots cannot precisely control their jumping posture angles, a posture control method for jumping robots based on flywheel reaction force regulation is proposed. During the jump, the reaction force generated by the continuous rotation of the flywheel can be utilized to adjust the robot's posture angle. Each flywheel regulator is controlled using a fuzzy adaptive Proportional-Integral-Derivative(PID) controller. Compared with traditional PID controllers, fuzzy adaptive PID can more quickly adjust the robot's posture angle with smaller tracking errors.Simulation results show that, compared with traditional posture control methods, using flywheel regulation can achieve real-time control of the jumping robot's posture angle more quickly. Especially during continuous jumping, the flywheel can better absorb intermittent impact momentum, allowing the robot's posture angle to remain stable over a larger range. In future work, a physical prototype of the jumping robot will be considered for construction to conduct obstacle-crossing tests in both indoor and outdoor environments.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

皮明,杨涛.弹跳机器人跳跃姿态模糊自适应PID控制仿真[J].太赫兹科学与电子信息学报,2025,23(4):403~409

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  • 收稿日期:2023-07-22
  • 最后修改日期:2023-12-30
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  • 在线发布日期: 2025-05-07
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