星空体育app官方下载 基于无线遥控的两轮自平衡车设计

基于无线遥控的两轮自半衡车设计张轩,等

基于无线遥控的两轮自平衡车设计

张轩,王富奎,赵如凡,孙吴

重庆邯电大学白动化学院重庆,4000

概述了一种无线的双轮自平衡车辆构造构思,利用陀螺仪和加速度计检测车辆的倾斜姿态与加速度变化,借助卡

角度由曼滤波算法合成得出,步进电机受PID控制,控制器借助数字加速度计作为感应装置,探测重力变化,以此判断小车行进方向及速度

采用无线方式实施远程操控。测试显示,此方案可以让车辆维持垂直姿态,平稳实现前进与后退,无线数据传输稳定,能够即时调整车辆的动态表现

式,并且有一定的抗干扰能力,是检验各种控制方法的典型装置

一种采用双轮自稳定技术的年度型号，配备K60芯片组，支持无线操控，具备重力感知功能星空体育app下载入口，运用卡尔曼算法进行数据处理。

中图分类号:TP273.5

文献标识码:A

识别码为DOI, 形式为10.14016, 期刊标识为j.cnki, 期刊刊号是1001-9227, 年份为2016, 期数为03, 文献序号是07。

本章节阐述了一种双轮自平衡车辆无线遥控的构思方案，该方案涉及角度控制，以及

汽车加速度由陀螺仪和加速度计进行检测星空体育官方网站，接着通过卡尔曼滤波器获取积分角度星空体育平台官网入口，并实施控制

采用比例积分微分控制方法驱动步进电机，远程控制器借助数字加速度计完成重力感应功能，实验数据证实了该设计的有效性。

该设计能够实时让汽车保持直立状态，前后稳定移动，并实现可靠的无线通讯，它可以控制

车辆行驶状态。具备一定抗干扰性能。属于检验多种操控方式的典型装置

关键词：双轮自平衡汽车；K60；无线遥控；重力感应；卡尔曼滤波

机器人的研究与发展的脚步自前几年来越发加快,在多

个领域中都可见其身影,但随之而来的是其环境的适应性要

求越来越高,控制任务的复杂度也在逐步攀升。例如,当遇到

一些狄窄的通道或是弯道转角过大的环境时,就需要机器人

作出比较复杂的反应动作,这样一来,如何在较短的吋问内作

出这些数据处理和控制任务,就成为了当前研究与发展的重

点。两轮自平衡车概念的提出恰恰迎合了当前研究的重点方

向,为解决这样的复杂环境的机器人运动提供了良好的解决

图1两轮自平衡系统的示意图

方案,加上无线遥控技术,能远距离控制两轮机器人的行动

将会在军用和民用领域有着广泛的应用前景

1直立车控制原理

两轮直立自平衡车的运作原理是建立在一种被称为“动

稳定”的基本原理上也就是车辆本身的自动半衡能力即利

用传感器檢测车体状态反馈数据给中央控制器,再由中央控

制器根据算法给出对乍休状态的运动指令然后由电机驱动熴

Ai

块驱动电机保持车体直立。此处将小车的直立运动拆分成

图2简化后的示意图

个基本部分分别进行控制

1)控制车模平衡:通过控制车模电机正.反转保持车模

系统中,自平衡车的牛轮及与之同轴的电机处于牛体的

直立平衡状态

线部分附近,并且,电机和电机的控制系统均独立于平衡车

(2)控制华模速度:通过调书牛模倾角来实现牛模速度

的主体部分,受车体振动的影响较小,所以这部分可统一为

操控最终归结为调控电机转速达成轮速整体目标,质量视作车轮质量M,材质由塑料橡胶混合构成

控制;

且其质量较小,这一部分转动惯量可以忽略不计;白平衡车的

操控车辆模型行进方向：借助调节两个马达运转速度差异的微控制器,确保动力单元,马达以及惯性感应设备稳固安装于底盘上

实现车模转向控制。

可将其视为均质体,质量为m。此时,忽略地面摩擦和风力对

其平衡的影响,可以将水平和垂直运动方程写作式(1)、式

直立车数学模型

两轮直立白平衡年的直立条件模型可以近似地用一级倒

1,0=/, 4SIN0-F, lose

立摆的模型表示,图1为两轮白平衡系统的示意图,图2为简

mで2(x+lsin)=F

化后的示意图。可按照倒立摆系统进行建模