Control Robusto de Múltiples Bucles Desacoplados para un Robot de Asistencia en la Marcha que Emplea un Péndulo Invertido de Dos Ruedas
Autores: Wang, Fu-Cheng; Chen, Yu-Hong; Wang, Zih-Jia; Liu, Chi-Hao; Lin, Pei-Chun; Yen, Jia-Yush
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Control Robusto de Múltiples Bucles Desacoplados para un Robot de Asistencia en la Marcha que Emplea un Péndulo Invertido de Dos Ruedas
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Control
Robot TWIP
Multi-bucle
Equilibrar
Velocidad
Posición
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Este documento desarrolla un control desacoplado de múltiples lazos para un robot de péndulo invertido de dos ruedas (TWIP) que puede ayudar a los usuarios a caminar. El robot TWIP está equipado con dos ruedas impulsadas por motores eléctricos. Derivamos la función de transferencia del sistema y diseñamos un controlador robusto de modelado de lazo para equilibrar el sistema. Los resultados de simulación y experimentales muestran que el sistema TWIP puede ser equilibrado, pero podría experimentar desviaciones de velocidad porque su punto de equilibrio se ve afectado por variaciones del modelo y perturbaciones. Por lo tanto, proponemos un diseño de control de múltiples lazos que consiste en un lazo de velocidad y un lazo de posición para el robot TWIP. El lazo de velocidad puede ajustar el punto de equilibrio en tiempo real y regular la velocidad hacia adelante, mientras que el lazo de posición puede lograr el seguimiento de posición. Para la asistencia en la caminata, diseñamos una estructura de control desacoplada que transfiere los movimientos lineales y rotacionales del robot a los comandos de dos motores paralelos. Implementamos los controladores diseñados para simulaciones y experimentos y mostramos que el sistema TWIP que emplea el control desacoplado de múltiples lazos propuesto puede proporcionar respuestas satisfactorias al ayudar con la caminata.
Descripción
Este documento desarrolla un control desacoplado de múltiples lazos para un robot de péndulo invertido de dos ruedas (TWIP) que puede ayudar a los usuarios a caminar. El robot TWIP está equipado con dos ruedas impulsadas por motores eléctricos. Derivamos la función de transferencia del sistema y diseñamos un controlador robusto de modelado de lazo para equilibrar el sistema. Los resultados de simulación y experimentales muestran que el sistema TWIP puede ser equilibrado, pero podría experimentar desviaciones de velocidad porque su punto de equilibrio se ve afectado por variaciones del modelo y perturbaciones. Por lo tanto, proponemos un diseño de control de múltiples lazos que consiste en un lazo de velocidad y un lazo de posición para el robot TWIP. El lazo de velocidad puede ajustar el punto de equilibrio en tiempo real y regular la velocidad hacia adelante, mientras que el lazo de posición puede lograr el seguimiento de posición. Para la asistencia en la caminata, diseñamos una estructura de control desacoplada que transfiere los movimientos lineales y rotacionales del robot a los comandos de dos motores paralelos. Implementamos los controladores diseñados para simulaciones y experimentos y mostramos que el sistema TWIP que emplea el control desacoplado de múltiples lazos propuesto puede proporcionar respuestas satisfactorias al ayudar con la caminata.