自平衡小车_答辩PPT详解.pptx

双轮自平衡小车的设计与实现 EDN博客：狂人旭 电子技术交流群：162746075 分享电子设计资源，尊重笔者的劳动成果，禁止商业用途！ 背景和发展现状 自平衡技术的 1 便捷生活 智能创造 智慧城市 工业4.0 背景 双轮仿生机器人 自平衡代步车 发展现状 为传统产业注入新鲜技术活力 全资收购Segway 自平衡技术日渐成熟 应用领域 自平衡技术的 2 应用领域 高频摇振机 危险品运输 智能轮椅 提高造纸效率 降低传统工艺成本 1 2 3 工业和运输 较好的安全性 坡道运输稳定 良好的地形适应能力 良好的用户体验 残障人士人身安全保障 设计实现 自平衡小车的 3 设计实现 自平衡原理 硬件设计 软件设计 1 2 3 设计实现 自平衡原理 硬件设计 软件设计 控制车模平衡的直观经验来自于人们日常生活经验。这需要两个条件：托着木棒的手掌可以移动；眼睛可以观察到木棒的倾斜角度和倾斜趋势（角速度）。实际上就是控制中的负反馈机制。 自平衡原理并不陌生 设计实现 自平衡原理 硬件设计 软件设计 车模有两个轮子着地，车体只会在轮子滚动的方向上发生倾斜。控制轮子转动，抵消在一个维度上倾斜的趋势便可以保持车体平衡了。 平衡的建立与保持 设计实现 自平衡原理 硬件设计 软件设计 设计采用姿态传感器采集车体的倾角信息，利用旋转编码器测量小车电机转速，配合蓝牙通信在主控单元STM32的控制下，输出脉宽调制波至电机驱动，控制电机运动状态，实现小车的平衡、运动、转向。 硬件设计 设计实现 自平衡原理 硬件设计 软件设计 互补滤波 通过陀螺仪得到角速度信息，积分得到角度，定时对加速度采样得到角度进行均值处理，以此来校正陀螺仪得到的角度。 设计实现 自平衡原理 硬件设计 软件设计 增量式PID PID控制分为直立环（PD）控制与速度环（PI）控制。 直立环输出 = 比例系数P * 倾角误差 + 微分系数D * 角速度 速度环输出 = 比例系数P * 速度误差 + 积分系数I * 速度误差累积 总结与展望 设计目标基本完成，实现了小车的自平衡、运动、转向等功能。 本设计是自平衡控制的良好验证平台，在自平衡技术与现代工业和城市生活结合的今天，相信在未来的社会发展中它能更好的服务于人们。 4 小点有码也无所谓 THANKS