Có thể vừa di chuyển vừa ổn định một robot hai bánh không có con quay hồi chuyển?

Với robot hai bánh như thế này , tôi đã cố gắng ổn định nó trong khi giữ nó đứng yên. Điều này được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thống điều khiển phản hồi kỹ thuật số bằng cách đọc vị trí của các bánh xe để xác định vị trí và lực điện trở tự nhiên từ động cơ bánh xe được sử dụng trong vòng phản hồi để xác định vận tốc. Nó được giữ ổn định với bộ điều khiển PID, được thiết kế bằng thuật toán định vị gốc để giữ ổn định và điều chỉnh các tham số hiệu suất (chẳng hạn như phần trăm vượt quá, thời gian giải quyết, v.v.). Tôi muốn cố gắng giữ cho nó ổn định trong khi đồng thời đẩy nó về phía trước, nhưng tôi không thể tìm ra cách thiết kế một bộ điều khiển tuyến tính có thể làm điều đó. Có thể đẩy cả robot về phía trước và giữ cho nó ổn định bằng cách sử dụng bộ điều khiển phản hồi trên các bánh xe, hoặc là một con quay hồi chuyển cần thiết?

Bạn có thể sử dụng các cách đo định hướng khác, chẳng hạn như gia tốc kế, theo dõi quang học của các điểm đánh dấu hoặc cảm biến độ sâu chỉ trên sàn nhà.

Nếu bạn quản lý để làm cho nó ổn định trong một cấu hình đứng yên, tôi thực sự không thấy làm thế nào để nó ổn định hơn với vận tốc không đổi. Từ quan điểm mô hình hệ thống, nó có hiệu quả tương tự như một số điều chỉnh vận tốc. Nếu sự chuyển tiếp giữa các vận tốc không lớn lắm thì nó sẽ nằm trong phạm vi của nhiễu loạn hệ thống tự nhiên.

Bạn cần một số cảm biến để phát hiện trạng thái của hệ thống.

Đầu tiên tuyến tính hóa hệ thống thành một dạng không gian trạng thái, sau đó xem xét những cảm biến bạn có. Sau đó kiểm tra nếu nó có thể quan sát được. Nếu có thể quan sát được, thì bạn có thể đưa các trạng thái ước tính vào bộ điều khiển của mình.

Hiện tại, có vẻ như bạn đang sử dụng vị trí bánh xe và EMF trở lại (cho vận tốc) làm phép đo trực tiếp. Không kiểm tra ma trận quan sát, tôi không chắc hệ thống có thể quan sát được không.

Về mặt toán học, thực tế là bây giờ bạn có xoay (hầu hết) loại bỏ tham số đó như một tham số điều khiển có thể. Về cơ bản, bạn phải thiết kế lại thuật toán của mình để chấp nhận một thành phần vận tốc góc lớn và thay đổi trong khi vẫn sử dụng tốc độ góc trong phản hồi của bạn. Điều này càng ít ồn ào, kết quả có thể xảy ra càng tốt bởi vì bạn có thể sẽ áp dụng một sự khác biệt về vị trí để rút ra một tham số điều khiển khác. Hay đúng hơn đó là một cách. Vì vậy, có vẻ như bạn cần một đầu vào điều khiển khác, nhưng nó không cần phải là một gia tốc kế. Bạn có thể thực hiện đường chân trời, vị trí đánh dấu cố định hoặc thậm chí cảm biến độ nghiêng.