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一种基于Kalman滤波的双轮机器人姿态控制算法
第 2期 机械 设计 与制造 2013年 2月 Machinery Design Manufacture 39 一 种基于Kalman滤波的双轮机器人姿态控制算法 任国华，唐昌进 ，蒋 刚 (西南科技大学 制造科学与工程学院，四川 绵阳 621010) 摘 要：采用 自制的双轮式结构机器人作为试验平台，以ADXL345三轴加速度计和 ITG3200三轴陀螺仪微重力MEMS 微机械电子技术的传感器作为机器人的角度传感器，通过建立离散卡尔曼滤波器数学模型对两种传感器的数据进行滤 波融合，使其得到更稳定更准确更接近真实值的角度值，使用STM32F103VE获取动态的角度信息，通过变参数 自整定平 衡控制算法的调节使机器人保持平衡，实验结果验．~-j-该方法的可行性，对特殊环境 自动无人巡航机器人和载人巡航机 器人控制有很大的研究价值。 关键词：卡尔曼滤波；自平衡；机器人；ADXL345 中图分类号：TH16；TP242 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2013)02—0039-03 AKindOfAttitudeControIMethodofTwO—W heeIRobotBased onKalmanFilteringAlgorithm RENGuo—hua，TANGChang-jin，JIANGGang (SchoolofManufacturingScienceandEngineeringofSouthwestUniversityofScience andTechnology，SichuanMianyang621010，China) Abstract：AseV—madetWO—wheeledstructurerobotwaschosen∞ anexperimentplatform．UsingADXL345three—axis accelerometerandITG3200xaisgyroscopemicrogravityMEMSmicro—mechanicalelectronictechnologysensorsnsthe棚tg{e oftherobotsensor，throughtheestablishmentofdiscretekalmanfiltermathematicalmodeIoftwokindsofsensordatafiltering fusion， D阳stable，moreaccurateandClosertotherealvalueoftheAn valueWCISgot．TM32F103VET6WaSusedtOget dynamicinformat~n．ThroughthevaribalepraameterseV-settingbalancecontrolalgorithmofregulation，robotwasmadeto keepthebalance．Experimentalresultsverfiiedthefeasibilityofthismethod，providinggreatresearchVallteforspecial environmentautomaticunmna nedcruisingrobotandmannedcruisingrobotcontro1． KeyW ords：KalmanFiltering；Self-Balancing；Robot；ADXL345 1引言 素更多，布局采用两轮平行布置，两个电机驱动。控制平台采用 sT意法半导体的STM32F103VE，最高主频72MHz，满足平衡控 双轮机器人是一个非线性、多变量、参数不稳定的控制系
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