基于大数据聚类分析的移动机器人偏摆力矩控制系统设计.pdfVIP

控制技术计算机测量与控制.2025.33（6）·145

ComputerMeasurementControl

DOI:10.16526/ki.11-4762/tp.2025.06.018中图分类号：TP242文献标识码：A

文章编号：1671-4598（2025)06-0145-08

基于大数据聚类分析的移动机器人

偏摆力矩控制系统设计

袁辉1，赵瑞林²

（1．陕西工业职业技术学院信息工程学院，陕西咸阳712000;

2．陕西工业职业技术学院电气工程学院，陕西咸阳

712000)

摘要：移动机器人在不同类型的运动状态具有不同的运动特性，由于姿态的不断变化，系统更容易受到偏摆力矩的

影响，出现姿态失衡的问题；为此，设计基于大数据聚类分析的移动机器人偏摆力矩控制系统；在硬件设计方面，对移

动机器人进行了改装，增加了姿态传感器和力矩传感器，并引入了大数据聚类分析处理器；同时，对力矩控制器的内部

组成结构进行了调整，从电气设计和机械结构两个维度添加了抗干扰元件，从而实现了硬件系统的优化；在软件设计方

面，利用大数据聚类分析技术，通过运动数据采集、特征提取和距离度量等步骤，准确识别移动机器人的不同运动状

态；根据各状态下的标准运动参数，确定了偏摆力矩的控制目标；通过与实际测量的偏摆力矩进行比对，计算出所需的

力矩控制量，进而实现了系统的偏摆力矩控制功能，显著提升了控制的稳定性；通过系统测试得出结论：与传统控制系

统相比，优化设计系统的偏摆力矩控制误差减小约0.3N·m，在系统控制作用下移动机器人的稳定系数明显提升。

关键词：大数据聚类分析；移动机器人；偏摆力矩；力矩控制系数；传感器

DesignofMobileRobotYawMomentControlSystem

BasedonBigDataClusteringAnalysis

YUANHui,ZHAORuilin?

(1.CollegeofInformationandEngineering,ShannxiPoletechnicInstitute,Xianyang712000,China;

2.CollegeofElectricalEngineering,ShannxiPoletechnicInstitute,Xianyang712000,China)

Abstract:Mobilerobotshavedifferentmotioncharacteristicsindifferenttypesofmotionstates.Duetocontinuouschan-

gesinposture,thesystemismoresusceptibletotheinfluenceofyawmoment,resultinginpostureimbalance.Therefore,a

mobilerobotyawmomentcontrolsystembasedonbigdataclusteringanalysisisdesigned.Intermsofhardwaredesign,

modifythemobilerobot,addattitudesensorsandtorquesensors,introduceabigdataclust