基于嵌入式微控制器和低成本傳感器的自平衡兩輪電動(dòng)車研發(fā).pdf

1、近年來,對(duì)自平衡兩輪電動(dòng)車的理論和應(yīng)用研究日益受到國(guó)內(nèi)外的專家和企業(yè)的青睞。它體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)動(dòng)靈活、綠色環(huán)保,是一種新型的代步交通工具,有著廣泛的應(yīng)用前景。但它左右兩輪平行布置,是一個(gè)不穩(wěn)定體,像傳統(tǒng)的倒立擺一樣,所以必須施加強(qiáng)有力的控制手段才能使之平衡。
　　 本文在總結(jié)和歸納國(guó)內(nèi)外兩輪自平衡小車的研究現(xiàn)狀后,設(shè)計(jì)并制作加工了小車的機(jī)械結(jié)構(gòu),在設(shè)計(jì)和制作小車車體時(shí),以結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔方便、更人性化的設(shè)計(jì)觀念為車體設(shè)計(jì)了折疊座椅,

2、駕駛者可站可坐。因?yàn)樽云胶鈨奢嗠妱?dòng)車的所有運(yùn)動(dòng)方式是以平衡控制為前提,所以平衡控制是它運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵,在分析車體受力之后,利用拉格朗日方程建立了三自由度數(shù)學(xué)模型,得到相應(yīng)的狀態(tài)方程,并對(duì)狀態(tài)方程的狀態(tài)變量進(jìn)行分析,得到兩個(gè)獨(dú)立的子系統(tǒng):直線運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行PID和模糊控制仿真分析。
　　 自平衡兩輪電動(dòng)車是“人機(jī)交互”的智能化產(chǎn)品,車體的LCD屏幕以及電源信號(hào)燈等可以告訴駕駛者車體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),駕駛者也可以通過轉(zhuǎn)

3、動(dòng)車把,通過車把的霍爾傳感器在人體沒有前傾的時(shí)達(dá)到想要的速度。本文選用適當(dāng)?shù)腁RM控制器、輪轂電機(jī)和傳感器,設(shè)計(jì)出自平衡兩輪電動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)電路,實(shí)現(xiàn)了兩輪小車的硬件控制系統(tǒng)。
　　 自平衡電動(dòng)車控制的實(shí)時(shí)性,要求時(shí)刻掌握車體姿態(tài)信息,隨時(shí)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速以實(shí)現(xiàn)車體動(dòng)態(tài)平衡。本文以低成本傳感器代替高成本傳感器,以降低車體成本利于車體推廣為前提,對(duì)低成本傳感器引入的系統(tǒng)誤差進(jìn)行處理控制并與高成本傳感器進(jìn)行比較分析,結(jié)果表明低成本傳感器也能