徐 凯 林显新 易 丐 李国进

(1. 广西机电职业技术学院机械工程系，广西 南宁 530007；2. 广西大学电气工程学院，广西 南宁 530007)

随着机器人技术、互联网技术及人工智能技术的快速发展，出现了具有智能化运输系统的无人餐厅。当前的无人餐厅大多采用地面轮式服务机器人完成运输服务，其运动轨迹需要占用一部分就餐面积和过道面积，与用餐人员产生干涉，运动速度慢，场地利用率不高[1]。

试验拟构建空中轨道运输系统，采用麦克纳姆轮实现全向运动。机器人根据座位号将菜肴运送至指定位置，座位号定位采用程序轨迹控制，机器人在十字轨道内实现横向、纵向运动。采用STM32作为处理器，行走系统采用麦克纳姆轮在空中导轨内做横向、纵向运动，下部悬挂菜肴升降机构。机器人在做变向运动时受惯性力作用易失稳，通过建立数学模型，仿真研究其动态性能，优化参数配置，增强运动稳定性，为采用架空轨道移动的机器人构建空中物料搬运系统的稳定性提供参考。

1 系统数学模型的建立

在实现全向运动时，机身的稳定性是保障机器人能实现基本运动的要素之一。为了不影响就餐空间，机器人在架空导轨内运动，并在机器人重心正下方悬挂升降机构，实现上、下菜。影响机器人机身稳定性的因素有菜肴惯性力、轮子与导轨的摩擦力和转速，根据这3个干扰因素形成的非线性系统建立数学模型，并转化成线性系统模型分析该高阶系统。

1.1 建立系统数学模型

根据机器人控制的工作原理，忽略步进电机内部电磁机构的干扰，系统是由控制器、执行机构和干扰因素构成的简单的开环控制系统，其方框图如图1所示。……