基于dsPIC33EP16GS502的两轮自平衡小车控制系统的设计

介绍了一种采用数字信号控制器dsPIC33EP16GS502和运动传感器MPU-6050等设计的两轮自平衡小车的控制系统。该系统利用卡尔曼滤波算法对陀螺仪和加速度计的信号进行融合,计算出小车倾角和角速度的最优估计值,采用PID算法对驱动电机的两路PWM信号进行控制,从而实现两轮小车的自平衡控制。文中详细介绍了两轮小车自平衡控制系统硬件和软件的设计。     

两轮自平衡小车的系统设计与实现

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.     

基于自校正PID控制的两轮自平衡小车

两轮自平衡小车是一个参数多变,自然不平衡的运动系统,其平衡姿态的控制关键在于核心控制算法。为此,提出一种基于自校正PID算法的平衡控制方案。实际应用表明,该控制方案能使小车系统具有较好的快速性和稳定性。     

两轮自平衡智能车系统设计

针对智能汽车竞赛中的电磁组参赛要求,提出了两轮自平衡智能车系统的设计方案。主控芯片采用飞思卡尔公司的MC9S12XS128,选用加速度传感器检测车模的倾角,陀螺仪检测车模的角加速度;通过控制两个电机的加减速实现车模的自平衡控制。阐述了卡尔曼滤波法在陀螺仪和加速度传感器信号融合方面的应用,提出了针对闭环速度控制的PI算法。实验表明：该处理方法实现简单,能够准确、快速地实现车模的自平衡控制。     

基于DSP的两轮自平衡小车系统的研究

两轮自平衡小车的结构类似于倒立摆,具有本质不稳定,多变量、非线性、强耦合等特点,属于复杂系统的一种,同时结构简单,易于实现,且成本不高,因此是检验各种控制算法的理想平台。利用DSP的强大功能,设计了一种基于DSP的两轮自平衡小车系统。介绍了以DSP芯片MC56F8013为核心的两轮自平衡小车系统的硬件系统开发,以及运用现代控制理论设计的控制算法。实验结果表明两轮自平衡小车系统的设计是成功的。     

基于互补滤波的两轮自平衡小车的实现

要使两轮自平衡小车协同运动、平衡稳定、有效控制,最为关键的首要因素是准确、快速地解算出其运动姿态信息。该文针对姿态信息解算的卡尔曼滤波解算复杂、运算量大等缺点,采用互补滤波将倾角、加速度传感器信息进行数据融合、优化,得到与实际姿态信息相一致的最优估计值。再综合视觉传感器,两轮自平衡小车自动调整运动姿态、及时修正并回归至平衡位置,实现平稳控制。提出利用传感器—倾角、加速度、磁力计、视觉,互补滤波,ARM微控制器,4G通信等多种技术,设计出基于互补滤波的两轮自平衡小车。详细阐述了工作原理、系统架构、硬件设计及姿态信息检测、互补滤波、方向检测等算法。实践表明,基于互补滤波的两轮竞速自平衡小车姿态解算准确快速、运动控制精准、转弯快速。     

基于STM32的两轮平衡车设计

近年来,两轮自平衡车的研究与应用获得了迅猛发展.本文提出了一种两轮自平衡小车的设计方案,采用陀螺仪ENC-03 以及MEMS 加速度传感器MMA7260 构成小车姿态检测装置,使用卡尔曼滤波完成陀螺仪数据与加速度计数据的数据融合.系统选用飞思卡尔16 位单片机MC9S12XS128 为控制核心,完成了传感器信号的处理,滤波算法的实现及车身控制,人机交互等.     

基于卡尔曼滤波的两轮自平衡遥控小车设计

针对现有两轮自平衡遥控小车系统稳定性不佳、实现功能单一、车体摆动幅度过大等不足,提出了两轮自平衡遥控小车改进方案。采用STM32F103单片机作为主控器,移植实时操作系统μC/OS-Ⅱ,选择直流电机、传感器以及外围电路,设计了两轮自平衡遥控小车的硬件控制部分。利用MPU6050模块实时获取小车的当前运行姿态,经卡尔曼滤波处理位姿信息后发送给主控器,随后利用线性PID控制算法调节电机转速,结合双闭环控制实现了小车的直立平衡行走。摇杆电位器结合无线通信模块可远程遥控小车,利用超声波传感器和GSM模块实现避障和远程监测功能,通过TFT彩色液晶屏和蓝牙手机客户端实现人机交互功能。试验结果表明,小车系统运行平稳、功能多元、抗干扰能力强,具有很高的准确性和稳定性,实现了自平衡遥控理论的扩展,在机器人领域具有广阔的应用前景。     

两轮自平衡小车的研究与实现

介绍以飞思卡尔MK60N512VMD100单片机为控制器和以MMA7260加速度传感器及ENC-03角速度传感器等传感器元件作为传感检测系统的两轮自平衡小车系统。阐述了基于加速度传感器和角速度传感器获取两轮小车倾斜角度的滤波算法及其实现、自平衡控制算法及其实现,电机控制策略等相关问题。实验结果表明,此小车具有较好的平衡性和稳定性。     

基于Arduino的两轮自平衡机器人设计与实现

随着计算机技术的不断发展,与开源软件一样,开源硬件正成为一股不可忽视的颠覆性力量影响着科学探索和企业生产。基于开源硬件的产品越来越深入到社会实践中。基于Arduino的开源硬件技术,论文提出了一个两轮直立自平衡机器人的设计方案。它采用陀螺仪判断小车的原有姿势状态,使用加速度传感器计算车体的倾斜角度,采用Arduino处理数据和控制小车,用PID控制结合互补滤波融合加速度计和陀螺仪采样信息,用PWM调节电机运动,最终达到车体的平衡。实验结果表明:小车可以自行保持直立,并且具有较好的回复平衡能力。该车可以作为进一步验证各种控制算法的理想平台,具有一定的应用前景。