Чи можна як рухатись, так і стабілізувати двоколісний робот без гіроскопів?

З двома колесними роботами, як цей , мені вдалося стабілізувати його, зберігаючи його нерухомим. Це було зроблено за допомогою цифрової системи управління зворотним зв'язком шляхом зчитування положення коліс, щоб визначити положення, і природне електрорушійне зворотне зусилля від колесних двигунів використовувалося в петлі зворотного зв'язку для визначення швидкості. Він зберігався стабільним за допомогою PID-контролера, який був розроблений за допомогою алгоритму локусу кореня, щоб він був стабільним і модулював параметри продуктивності (наприклад, відсоток перевищення, час відстоювання тощо). Мені хотілося спробувати зберегти його стабільним, одночасно просуваючи його вперед, але я не міг зрозуміти, як рухатись щодо створення лінійного контролера, який міг би це зробити. Чи можна як рухати робота вперед, так і тримати його стабільним за допомогою контролера зворотного зв’язку на колесах, чи потрібен гіроскоп?

Можна використовувати інші способи вимірювання орієнтації, такі як акселерометр, оптичне відстеження маркерів або датчик глибини, спрямований на підлогу.

Якщо вам вдалося зробити його стабільним у стаціонарній конфігурації, я насправді не бачу, як було б набагато складніше зробити його стабільним для постійної швидкості. З точки зору системної моделі, це фактично було б тим самим баром з деякими зміщеннями швидкості. Якщо переходи між швидкостями не дуже великі, він повинен виходити за межі збурень природної системи.

Вам потрібні деякі датчики для виявлення стану системи.

Спочатку лінеаризуйте систему у формі простору стану, а потім розгляньте, які сенсори у вас є. Потім перевірте, чи воно спостерігається. Якщо це можна спостерігати, то ви можете подати передбачувані стани у свій контролер.

Наразі це здається, що ви використовуєте положення коліс та ЕРС назад (для швидкості) як прямі вимірювання. Не перевіряючи матрицю спостереження, я не впевнений, що система спостерігається.

Математично те, що у вас зараз обертання (в основному) виключає цей параметр як можливий параметр керування. По суті, вам доведеться переробити алгоритм, щоб прийняти велику та змінну складову кутової швидкості, використовуючи при цьому зворотну швидкість. Чим це менш галасливо, тим краще ймовірний результат просто тому, що ви, ймовірно, будете застосовувати диференціальну позицію для отримання іншого керуючого параметра. А точніше, це один із способів. Таким чином, це виглядає так, що вам потрібен інший керуючий вхід, але це не повинен бути акселерометр. Ви можете зробити горизонт, фіксоване розташування маркера або навіть датчики нахилу.