李 丁,王子辉,何致远

(浙江科技学院 a.机械与能源工程学院;b.自动化与电气工程学院,杭州 310023)

双轮平衡车是一种集环境感知、规划决策、自主驾驶于一体的新型智能运动系统[1],将其改造成自动摄影机器人可以突显其轻便、灵活、快捷的特点。但由于双轮倒立摆的特点,行驶中时常会影响拍摄图像的质量。为解决此类问题,选择三轴增稳云台[2]作为摄像头与车体的连接装置,通过控制云台的三轴旋转来消除自身及外来的误差扰动,从而实现摄像头姿态稳定的目的。三轴增稳云台通常使用3个伺服电机进行3个轴维度的角度调节,并且多采用PI(proportion integral,比例-积分)控制策略,但传统的PI控制无法较好地满足车载云台快速响应扰动的控制需求。王日俊等[3]提出了一种基于改进扰动观测器的模糊自适应跟踪控制算法,在反馈回路中引入补偿控制,用来构建基于速度信号的改进型扰动观测器结构,取得较好的补偿效果,然而该控制策略对模型精度要求较高。王晓晓等[4]提出采用改进的遗传算法对原有PI控制参数进行寻优,结果表明遗传算法优化后的PID(proportion integral differential,比例-积分-微分)参数系统有效缩短了调节时间,并且无超调产生,证明了遗传算法PID控制的优越性。Li等[5]提出一种将参数辨识和LQG(linear quadratic gaussian,高斯线性二次方程)扰动抑制算法相结合的自调节算法,能够保持现有控制性能的同时提高LOG算法的鲁棒性,但由于其算法复杂程度较高,参数整定较为繁琐,难以应用于实际工程。……