兩輪平衡車建模與系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、兩輪平衡車是移動(dòng)機(jī)器人的一種，在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域中，為了研究控制算法建立兩輪平衡車模型，能夠很好的驗(yàn)證算法的可行性。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)思路靈活，在未來的交通運(yùn)輸領(lǐng)域?qū)⒄加袠O其重要的地位。
　　 研究?jī)奢喥胶廛嚹Ｐ筒⒔⒁粋€(gè)能夠作為代步工具的系統(tǒng)，對(duì)于移動(dòng)機(jī)器人的研究也是非常重要的。本文通過牛頓法和拉格朗日法兩種方法對(duì)兩輪平衡車系統(tǒng)進(jìn)行力學(xué)建模，之后搭建系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)并根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)模型參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，給出狀態(tài)空間方程。通過Labview上

2、位機(jī)對(duì)狀態(tài)空間數(shù)學(xué)模型進(jìn)行能控性和能觀性分析。在系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)中，對(duì)角度、角速度傳感器進(jìn)行選擇，并分析其靈敏度以及應(yīng)用在本系統(tǒng)中的可行性進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出了測(cè)量原理圖;對(duì)光電編碼器進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出AB相編碼器電路，測(cè)量車子的速度和位置信息以及判斷車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向;對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出了大功率H橋驅(qū)動(dòng)電路。
　　 在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)出主控制器，完成控制器代碼的編寫;利用卡爾曼濾波算法對(duì)角度和角速度進(jìn)行濾波，得到角度和角速度