自平衡雙輪電動(dòng)車控制系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著全球溫室效應(yīng)和城市交通擁堵等問題日益嚴(yán)重，小型化的短途交通工具也開始吸引著人們的關(guān)注。由于自平衡雙輪電動(dòng)車具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、靈活的運(yùn)動(dòng)性、適應(yīng)復(fù)雜多變的能力等優(yōu)點(diǎn)，因此，自平衡電動(dòng)車越來越吸引人們的喜愛。自平衡雙輪電動(dòng)車的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容如下:
　　首先建立數(shù)學(xué)模型。參照單擺對(duì)研究對(duì)象電動(dòng)車進(jìn)行受力分析，對(duì)無滾動(dòng)摩擦、靜止?fàn)顟B(tài)下的一級(jí)倒立擺進(jìn)行受力分析。然后建立自平衡電動(dòng)車的數(shù)學(xué)微分方程。結(jié)合自平衡雙輪電動(dòng)車的

2、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，建立數(shù)學(xué)模型，為電動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)控制分析做好基礎(chǔ)。
　　其次建立姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)。由于采用多慣性傳感器組成的測(cè)量系統(tǒng)來度量自平衡雙輪電動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，采用Kalman濾波算法對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，從而減小測(cè)量過程中自平衡雙輪電動(dòng)車產(chǎn)生的誤差和漂移。
　　之后設(shè)計(jì)了基于反演自適應(yīng)動(dòng)態(tài)滑?？刂扑惴?。通過分析反演自適應(yīng)動(dòng)態(tài)滑?？刂圃恚O(shè)計(jì)了反演自適應(yīng)動(dòng)態(tài)滑?？刂扑惴ǎ瑥亩鴮?shí)現(xiàn)系統(tǒng)的速度控制。通過對(duì)反演自適應(yīng)動(dòng)態(tài)控制器進(jìn)行M

3、ATLAB仿真，并將仿真結(jié)果與經(jīng)典控制器的仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了反演自適應(yīng)動(dòng)態(tài)控制器具有抗干擾性能好和響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)。證明了反演自適應(yīng)動(dòng)態(tài)滑?？刂破鞯挠行院蛢?yōu)越性。
　　最后完成系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和測(cè)試。硬件部分完成了各項(xiàng)功能所需的器件及其基本硬件電路。軟件部分設(shè)計(jì)了相應(yīng)的軟件程序，設(shè)計(jì)自平衡雙輪電動(dòng)車的運(yùn)動(dòng)控制程序。電動(dòng)車的直立平衡和方向轉(zhuǎn)動(dòng)控制采用PD控制，速度控制采用反演自適應(yīng)動(dòng)態(tài)滑?？刂?。主要對(duì)姿態(tài)傳感器MPU6050測(cè)量