兩輪自平衡電動車的控制和驅(qū)動研究.pdf

1、兩輪自平衡電動車是一種新能源、小型化、智能化的個人交通工具,同時也是一個多變量、強(qiáng)耦合、高階的、非線性的一個倒立擺控制系統(tǒng),為研制高性能、低成本的兩輪自平衡電動車,本研究在對目前國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上,以直線一級倒立擺平衡原理為基礎(chǔ),建立和分析了兩輪自平衡電動車的數(shù)學(xué)模型,并對兩輪自平衡電動車實(shí)驗(yàn)樣車、控制器和驅(qū)動的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了如下研究和探索:
　　(1)研究和分析了兩輪自平衡電動車的系統(tǒng)組成、主要零部件,依據(jù)兼顧性能和成

2、本原則,給出了一套兩輪自平衡電動車實(shí)驗(yàn)樣車設(shè)計方案。方案中采用了輪機(jī)一體化的輪轂驅(qū)動式無刷直流電機(jī),這是其他兩輪自平衡電動車或機(jī)器人研究尚未采用的方案。有效降低了系統(tǒng)復(fù)雜度、提高了傳動效率,同時達(dá)到降低成本目的。按照設(shè)計方案購買了各個零部件,加工和組裝了一部實(shí)驗(yàn)樣車,并推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)樣車的數(shù)學(xué)模型,在MATLAB中進(jìn)行了可觀性和可控性分析。
　　(2)以MC33035、MC33039、MP3003為主要器件,設(shè)計和制作了無刷直流電機(jī)控

3、制驅(qū)動電路。
　　(3)研究和分析了PID控制方法和模糊控制方法的理論以及各自的優(yōu)缺點(diǎn),決定綜合使用兩種控制方法,設(shè)計了模糊PID控制器,通過模糊控制實(shí)現(xiàn)了對PID控制參數(shù)的整定,并在ADAMS中為實(shí)驗(yàn)樣車進(jìn)行機(jī)械建模,在MATLAB中分別搭建了PID控制器和模糊PID控制器,進(jìn)行了PID控制器和模糊PID控制器的對比仿真實(shí)驗(yàn)。
　　(4)在PIC18F4580上分別對所設(shè)計的PID控制器和模糊PID控制器進(jìn)行了軟件實(shí)現(xiàn),在