РУАЭСТ (RUAEST)
Моделирование систем управления двухколесной балансирующей платформой
Рассмотрена математическая модель двухколесной балансирующей платформы, основанная на формализации динамики обратного маятника на колесе. На ее базе построена программная модель платформы в Simulink MATLAB. Выполнен обзор представленных в литературе систем управления, в которых проводится корректировка нескольких параметров (угла отклонения от вертикали и положения в пространстве). В данных системах используются различные комбинации типов регуляторов (ПД-, ПИД-регулятор, нечеткий ПД-регулятор), а управляющее воздействие формируется как сумма выходных сигналов регуляторов. Предложена новая система управления двухколесной балансирующей платформой, корректирующая положение посредством изменения угла наклона платформы. Показаны возможные пути модификации предложенной системы: введение классических нечетких регуляторов и нечетких регуляторов с переменным усилением на разных этапах переходного процесса. Для всех рассмотренных систем управления разработаны и отлажены имитационные модели. С использованием средства Simulink пакета MATLAB со всеми моделями проведены имитационные эксперименты, по результатам которых измерены характеристики переходных процессов (величина перерегулирования и длительность переходного процесса) для угла наклона и положения платформы. Система управления с улучшенным нечетким ПД-регулятором угла и ПИД-регулятором положения имеет лучшие характеристики по стабилизации угла наклона платформы.