基于載人自平衡車運(yùn)動(dòng)控制的優(yōu)化研究.pdf

1、單位代碼10602學(xué)號(hào)2014011706分類號(hào)TP242密級(jí)公開(kāi)==============二==================國(guó)屋應(yīng)腎輕魂謦＼，：／GUAj、I丘XlNoIMALUNIVEK堆；ITV碩士學(xué)位論文基于載人自平衡車運(yùn)動(dòng)控制的優(yōu)化研究StudonOptimizationofMotionControlBasedonMannedSelfbalancingVehicle學(xué)院專業(yè)研究方向年級(jí)研究生指導(dǎo)教師完成日期：電子工程學(xué)院

2、：電子與通信工程：嵌入式控制：2014級(jí)：歐純洋：胡維平教授：2017年4月____________________________________J“西師范人學(xué)碩上論文㈣㈣叭IIItlllllllllllll／lUl||11ilunY3260423一基于載人自平衡車運(yùn)動(dòng)控制的優(yōu)化研究研究生姓名：歐純洋專業(yè)：電子與通信工程研究方向：導(dǎo)師姓名：胡維平教授嵌入式控制年級(jí)：2014級(jí)摘要載人自平衡車是一種由電力驅(qū)動(dòng)，具有自動(dòng)平衡能力的新型綠色

3、交通工具。它突破傳統(tǒng)車的概念，將靜態(tài)穩(wěn)定的車體改進(jìn)為靜態(tài)非平衡性的車體，具有自動(dòng)平衡、輕便易攜、節(jié)能減排、適用場(chǎng)景廣等優(yōu)良特點(diǎn)，有望成為下一代個(gè)人短途交通代步工具的主力軍。近年來(lái)隨著平衡車市場(chǎng)的不斷發(fā)展，平衡車的設(shè)計(jì)研究也在不斷的深化拓展。如何提高平衡車系統(tǒng)的載人安全性，如何拓寬平衡車的適用場(chǎng)景，如何優(yōu)化其運(yùn)動(dòng)控制使平衡車在復(fù)雜的環(huán)境中更加靈活圓滿的完成多項(xiàng)任務(wù)，是目前平衡車研究領(lǐng)域的主要問(wèn)題。本論文是在深入調(diào)查自平衡車市場(chǎng)的基礎(chǔ)上，基

4、于自平衡車基本框架設(shè)計(jì)的一款雙輪載人自平衡智能車，并針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制進(jìn)行了改良優(yōu)化。它不儀實(shí)現(xiàn)了將傳統(tǒng)觀念中靜態(tài)穩(wěn)定的車體結(jié)構(gòu)改進(jìn)為靜態(tài)非平衡性結(jié)構(gòu)，同時(shí)也是集環(huán)境采集與檢測(cè)、動(dòng)態(tài)規(guī)劃與決策、行為狀態(tài)控制與執(zhí)行的一套完整的系統(tǒng)。并且相對(duì)于其他自平衡車，本文設(shè)計(jì)的作品在減小成本的基礎(chǔ)上還增加了智能語(yǔ)音反饋安全系統(tǒng)，具有更高的安全性、在后續(xù)的科研中具有更強(qiáng)的拓展性。本論文主要是利用自動(dòng)控制理論與技術(shù)、動(dòng)力學(xué)理論、力學(xué)、電子技術(shù)、軟件技術(shù)等專業(yè)知

5、識(shí)，對(duì)載人自平衡車系統(tǒng)進(jìn)行研究分析和設(shè)計(jì)制作。主要工作如下：1、設(shè)計(jì)了一款合理的自平衡車研究的平臺(tái)，根據(jù)設(shè)計(jì)的總體框架設(shè)計(jì)各個(gè)硬件模塊電路，包括電源電路、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、速度反饋模塊電路、電流電壓檢測(cè)電路等；2、在已有平臺(tái)和改進(jìn)電路的情況下，設(shè)計(jì)了一套軟件控制方案，并完成相應(yīng)軟件部分的設(shè)計(jì)；3、針對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制方面進(jìn)行改良優(yōu)化，包括設(shè)計(jì)出直立環(huán)PD，增加速度反饋對(duì)PI控制器的優(yōu)化，以及對(duì)轉(zhuǎn)向PD進(jìn)行改良設(shè)計(jì)等；4、創(chuàng)新性的增加智能語(yǔ)音安全