在进行空间仿壁虎机器人姿态调控实验时，用细线将机器人悬挂起来，如图5.32所示。机器人身上的测距传感器测得的距离、夹角，姿态传感器测得的机身角速度及PID控制器的输出量通过无线串口发送到PC上。由图5.32（a）可以看出，此时机器人平面和目标平面之间的夹角大于30°，采用的是角速度闭环控制，由于预设角速度值为-20°／s，因此由姿态传感器测得此时机器人机身的角速度也为-20°／s；随着机身的旋转，经过（b）、（c）、（d）三个过程，机器人进入（e）状态，此时夹角为-30°，机器人开始采用角位置、角速度双闭环控制，各参数随时间变化曲线如图5.33所示。如图5.33（a）所示，机器人进入-30°角的角速度为-20°／s，随着夹角的减小，角速度值也在减小；由图5.33（b）和5.33（c）可以看出，在t＝0.9 s时，夹角为0，由于此时机身的角速度不为0，因此出现了一定的超调量；经过一段时间后，在t＝5.5 s时机器人进入图5.32（f）的状态，此时机器人处于稳定状态，夹角及机身的角速度均为0，机器人平面与目标平面保持平行。图5.33（d）为PID控制器的输出，其中±1 000是为了克服直流电动机正反转死区，PID控制器的最小输出量。

图5.32　机器人姿态调控实验(www.daowen.com)

图5.33　姿态调控各参数随时间变化曲线

（a）角速度随时间变化曲线；（b）角度随时间变化曲线；（c）距离随时间变化曲线；（d）PID输出随时间变化曲线