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虚拟NXT的NXTway-GS自行平衡两轮机器人教程(6)

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发表于 2012-4-15 11:27:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 旭日东升 于 2012-4-16 21:54 编辑

6 NXTway-GS 被控对象模型
本章开始介绍nxtway_gs.mdl / nxtway_gs_vr.mdl模型中的NXTway-GS子系统。
6.1 模型概述
NXTway-GS子系统由传感器,伺服电机和线性被控对象模型等组成。它转换成数据类型的输入信号类型为双精度,在被控对象计算时采用双精度浮点运算,而且量化输出后的结果。
图6-1  NXTway-GS 子系统.JPG
6-1  NXTway-GS 子系统
6.2  伺服电机
伺服电机子系统通过主控器PWM的占空比来计算DC马达的电压。考虑滚动和滑动摩擦在传动系统中,我们在计算电压之前需要放置死区模块。

图 6-2伺服电机子系统.JPG
6-2伺服电机子系统
DC马达最大电压需要计算PWM占空比。在计算电压最大子系统中,我们使用下列经验方程来方便计算电池电压Vs和最大DC马达电压Vmax关系。
我们得到方程(6.1)以下。
     

6-1.JPG

   
   一般来说,直流电动机电压和转速同电池电压成正比。图
6-3显示了电池电压和PWM电机转速=100%,无负载的实验结果。

图 6-3在PWM=100%时 电池电压和马达转速的经验结果.JPG


6-3PWM=100% 电池电压和马达转速的经验结果
方程(6.1)由图6-3推导出数据在参考[1]加以描述。


6.3  被控对象
nxtway_gs_plant.mdl由图3.3两轮倒立摆的状态方程得到模型。它设计为具有使能模块的子系统模型块。考虑陀螺偏移校准时间,在被控对象用于创建模型中,使陀螺仪校准后才开始计算。关于陀螺仪校准的更多细节,请参阅7.1控制程序概要。

图 6-4  被控对象子系统.JPG



图 6-4  
被控对象子系统

6.4  传感器
   传感器子系统将转换后为被控对象子系统输入多个传感器输出值。由于计算距离(超声波传感器的输出)和墙壁碰撞检测是耗时比较长,我们将通过插入速率转换模块速率完成。有关距离的计算和墙壁碰撞检测的更多细节,请参阅附录
B.3

图 6-5  传感器子系统.JPG

6-5  传感器子系统
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发表于 2012-4-16 17:44:50 | 显示全部楼层
谢谢分享,收藏
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发表于 2014-10-16 15:35:34 | 显示全部楼层
大侠,请问一下,公式6.1是不是有什么问题,电池电压都8mv电机输出电压都成负的了,怎么会有6-3的图形呢
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