title: Control of a balancing robot on a spherical wheel
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Горицков Петр Никитич
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.advisor
metadata.value: Gorickov Petr Nikitic
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Рыбалкин Алексей Александрович
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.author
metadata.value: Rybalkin Aleksej Aleksandrovic
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Коровкин Максим Васильевич
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.contributor.editor
metadata.value: Korovkin Maksim Vasilevic
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.date.accessioned
metadata.value: 2021-08-07T09:11:18Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.available
metadata.value: 2021-08-07T09:11:18Z
metadata.lang: -
metadata.name: dc.date.issued
metadata.value: 2021
metadata.name: dc.identifier.other
metadata.value: 061287
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.identifier.uri
metadata.value: http://hdl.handle.net/11701/32323
metadata.lang: -
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: В данной работе рассматривается балансирующий робот на сферическом колесе с использованием четырех омниколес. Приводятся кинематические и динамические модели балансирующего робота. Для построения кинематической модели робота используются матрицы однородного преобразования от инерциальной системы отсчета до подвижных систем координат (шар, тело робота, омниколеса), а также вектор обобщенных координат. Для построения динамической модели используются неголономные уравнения связи, формализм уравнения Аппеля с использованием энергии ускорений и псевдокоординат. Проведено преобразование уравнений Аппеля в более удобную форму. Результатом динамической модели балансирующего робота является 5 явных нелинейных уравнений второго порядка в псевдокоординатах. Также представлена симуляция на основе полученной математической модели. Проверена ее корректность при разных моментах электроприводов. Построено стабилизирующее управление с использование двух регулятор: ПИД-регулятора и LQR-регулятора. Результаты представлены в виде графиков изменения псевдокоординат и моментов электроприводов.
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.description.abstract
metadata.value: In this it works consider a balancing robot on a spherical wheel using four omniwheels. Kinematic and dynamic models of the balancing robot are presented. To build a kinematic model of the robot, it uses matrices of homogeneous transformation from an inertial reference system to mobile coordinate systems (ball, robot body, omniwheel), as well as a vector of generalized coordinates. To construct the dynamic model, it uses nonholonomic coupling equations, the formalism of the Appel equation using the acceleration energy and pseudo-coordinates. The Appel equations are transformed into a more convenient form. The result of the dynamic model of the balancing robot is 5 explicit nonlinear equations of the second order in pseudo-coordinates. A simulation based on the resulting mathematical model is also presented. Its correctness is checked at different moments of electric drives. A stabilizing control is constructed using two controllers: the PID controller and the LQR controller. The results are presented in the form of graphs of changes in pseudo-coordinates and moments of electric drives.
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.language.iso
metadata.value: ru
metadata.name: dc.subject
metadata.value: балансирующий робот
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: шаробот
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: кинематика
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: динамика
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: омниколесо
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: математическая модель
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: стабилизирующее управление
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: стабилизация
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: симуляция
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: система дифференциальных уравнений
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: матрица перехода
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: система координат
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: уравнения связи
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: момент инерции
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: уравнения Аппеля
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: неголономные связи
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: псевдокоординаты
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: обобщенные координаты
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: энергия ускорений
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: ПИД-регулятор
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: LQR-регулятор
metadata.lang: ru_RU
metadata.name: dc.subject
metadata.value: balancing robot
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: ballbot
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: kinematics
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: dynamics
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: omniwheel
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: mathematical model
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: stabilizing control
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: stabilization
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: simulation
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: system of differential equations
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: transition matrix
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: coordinate system
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: coupling equations
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: moment of inertia
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: Appel equations
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: nonholonomic connections
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: pseudo-coordinates
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: generalized coordinates
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: acceleration energy
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: PID controller
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.subject
metadata.value: LQR controller
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title
metadata.value: Control of a balancing robot on a spherical wheel
metadata.lang: en_GB
metadata.name: dc.title.alternative
metadata.value: Управление балансирующим роботом на сферическом колесе
metadata.lang: ru_RU
resources.filename: VKR__Rybalkin_Aleksej.pdf
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/32323/1/VKR__Rybalkin_Aleksej.pdf
resources.format: Adobe PDF
resources.description: Article
resources.size: 881,4 kB
resources.filename: reviewSV_Otzyv_Rybalkin.pdf
resources.url: https://dspace.spbu.ru/bitstream/11701/32323/2/reviewSV_Otzyv_Rybalkin.pdf
resources.format: Adobe PDF
resources.description: ReviewSV
resources.size: 39,12 kB