两轮自平衡小车的控制策略设计

本文在总结和归纳国内外两轮自平衡小车的研究现状后,在使用现有小车的情况下,选用适当的控制器、执行电机和传感器,设计出两轮自平衡小车的驱动电路,实现了两轮小车的硬件控制系统。其工作原理是系统以姿态传感器(陀螺仪、加速度计)来监测车身所处的俯仰状态和状态变化率,通过高速中央处理器计算出适当数据和指令后,驱动电动机产生前进或后退的加速度来达到车体前后平衡的效果。本次实验将陀螺仪与加速度传感器集成在一张板上,对传感器两者所采集的数据进行互补滤波的优化处理,补偿陀螺仪的漂移误差和加速度计的动态误差,得到一个更优的倾角近似值,之后使用PID控制器来进行系统设计,最终实现小车的直立。