我对如何编程使其在仍然保持平衡的同时还有些困惑。我认为一种方法是让电动机的控制输入像推动它一样工作。因此，机器人在我要移动的方向上会瞬间失去平衡。不过，这对我来说似乎有点笨拙。必须有更好的方法吗？我认为我需要将平衡器的动态模型与差动驱动结合起来，但这超出了我所知道的控制理论。
更新
从Anorton的答案来看，我现在有了一个漂亮的状态矩阵。
现在有关极点放置：根据新的状态向量，A矩阵将必须为4x4。然后B必须是4x2矩阵，因为我只能控制左/右车轮扭矩（u = 2x1向量）。
我可能需要阅读更多有关此信息，但是是否有系统的方法可以通过极点放置确定A矩阵？在我看来，对于此示例以及更复杂的示例，通过猜测和检查来确定A将会非常困难。
更新＃2
经过一番阅读，我认为我现在已经明白了。我仍然需要机器人的动力学来确定A矩阵。一旦有了，就可以使用Matlab或八度音阶进行极点放置。
#1 楼
免责声明：我本人从未做过此事，而只是在Coursera上通过Georgia Tech的“移动机器人控制”进行了描述。我对控件的了解也参差不齐。因此...把它和一粒盐一起吃。:) 为保持机器人直立（并保持静止），您试图稳定（发送至$ 0 $）状态$ x $，其中：
$$ x = \ left [ \ begin {array} {c} \ text {leftVelocity} \\ \ text {rightVelocity} \\ \ text {垂直角度} \ end {array} \ right] $$
但是，何时该系统是稳定的，左右车轮速度将为$ 0 $。因此，我们需要目标速度的偏移量：
$$ x_ {new} = \ left [\ begin {array} {c} \ text {leftVelocity}-\ delta_L \\ \ text { rightVelocity}-\ delta_R \\ \ text {垂直角度} \ end {array} \ right] $$
其中$ \ delta $是任一侧的目标速度。
何时该系统稳定后，机器人将直立，并且每个车轮都将以所需的速度旋转。
这是基本的方法/概述。我明天将编辑更多详细信息（以及实际的数学运算等），但是我现在至少要发布总体思路。 （在我所在的时区很晚，我上了很早的课。）
编辑：
天哪。因此，我只是回顾了Coursera课程中与此相关的幻灯片（第4节，幻灯片29）。您可能想去上那个课，只是下载该幻灯片组...
:) 困难的部分是计算$ A $和$ B $矩阵（这是一个很大的线性化问题）。无论如何，您想要使状态矩阵如下所示（不是上面那样-我的记忆并不完全正确）： \\ \ omega \\ \ phi \\ \ dot \ phi \ end {array} \ right] $$
其中$ v $是赛格威的速度，$ \ omega $是旋转的速度（机器人旋转的速度），$ \ phi $是与垂直方向的夹角。$$ \ begin {align} \ tilde x＆= x-\ left [\ begin {array} {c} v_d \\ \ omega_d \\ 0 \\ 0 \ end {array} \ right] \\
＆= x-\ delta
\ end {align} $$
其中$ \ delta $是所需的速度和旋转量（如上所示）。
区分：
$$ \ $ {\ tilde x} = \ dot x-\ dot \ delta \ underset {\ text {$ \ delta $ is constant}}} == \ dot x $$
因此，我们有
$$ \ dot {\ tilde x} = Ax + Bu $$
其中$ A $是标准系数矩阵$ B $是输入矩阵，而$ u $是控制向量。然后我们可以说：
$$ \ dot {\ tilde x} = A（x-\ delta）+ Bu + A \ delta $$
但是，基于$的解A $（来自Coursera），$ A \ delta = 0 $。因此：
$$ \ dot {\ tilde x} = A \ tilde x + Bu $$
现在您可以使用极点放置来确定正确的特征值，等等。
评论
$ \ begingroup $
谢谢！我也参加了相同的Coursera课，我们在控件知识上的差距可能也不大。事实证明，这比我做的要困难得多。到目前为止，我还是喜欢您的状态矩阵。
$ \ endgroup $
– JDD
13年11月11日在11:05
$ \ begingroup $
ek！看来我今晚没有回答！上周我正值春假，却忘记了一些到期的事情，所以今天让我很忙。我明天再编辑...
$ \ endgroup $
– Apnorton
13年3月12日在3:04
$ \ begingroup $
没问题。我昨天炸毁了我的最后一个H型桥，试图将其组装在一起，所以我不得不等待更换。
$ \ endgroup $
– JDD
13年13月13日在1:30
$ \ begingroup $
非常感谢Anorton的帮助。我想我现在正在了解如何执行更多操作。我更新了原始问题。虽然如何确定A和B矩阵仍然让我感到困惑。
$ \ endgroup $
– JDD
13年3月13日在11:21
评论
您正在使用哪种方法/您知道什么控制理论？我可以写出一种方法，但是根据您的背景，它可能是超基本的或超高级的... :)谢谢！对于带有伺服器的旧设计，我使用来自陀螺仪/加速器的数据来计算倾斜角度。将其发送到卡尔曼滤波器，然后发送给伺服位置的PID。我对微分方程很好，对线性代数也很好。我对控件还是很陌生，所以也许是基本控件？如果愿意，也可以两者兼而有之。我一直对学习更多感兴趣：)
我只有一种方法，所以我先前的评论实际上是说可以同时采取两种方法（如果您刚开始使用机器人，则为超级高级；如果您对控件有一定的了解，则为超级基础）。评论，我觉得自己排名超过了。 :)我的控制知识很薄，但是我会把其中的$ 0.02投入其中...
欢迎使用Robotics JDD，最好将其他信息编辑到您的问题中，而不是将其添加为评论，这样以后就可以整理（删除）评论，这样就不会分散读者对问题本身的注意力。