两轮自平衡小车的系统设计与实现

摘要：

两轮自平衡小车是以倒立摆模型为基础的动态平衡系统,针对系统设计中的车身结构、姿态检测与动态平衡控制等关键问题进行研究.采用一体化轮毂电机作为自平衡小车的驱动单元,设计轻量化车身结构以降低车身重量和能量损耗.控制系统采用含有加速度计、陀螺仪、电子罗盘的9轴姿态检测传感器检测车身姿态角度,利用卡尔曼滤波算法进行数据融合,获得姿态角度的最优估计,借助PID运动控制算法驱动轮毂电机运动,实现自平衡小车车身的动态平衡.通过参数优化,提升了系统的响应速度,将姿态角度估计的误差降低到0.5°以内,实现了两轮小车自主动态平衡功能,为两轮自平衡小车的设计提供了一种简单、可行、低成本的设计方案.

关键词：自平衡小车、车身结构、姿态检测、卡尔曼滤波、动态平衡

所属期刊栏目：37

分类号：TP216(自动化技术及设备)

资助基金：国家科技支撑计划课题2015BAF32B04-3;河南省基础与前沿技术研究计划项目152300410203;河南省高校科技创新团队支持计划15IRTSTHN008;河南科技大学大学生研究训练计划SRTP项目

在线出版日期：2018-03-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：70-74