两轮自平衡小车的系统设计与实现

• 作者: 刘幸 刘春阳 徐巧玉 杨曼 王帅 薛玉君
• 来源期刊: 测控技术
• 学科: 工学
• 关键词: 自平衡小车 车身结构 姿态检测 卡尔曼滤波 动态平衡
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 计算机与控制系统
• 页码范围: 70-74
• 页数: 5页
• 分类号: TP216
• 字数: 2516字
• 语种: 中文

摘要

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	薛玉君	河南科技大学机电工程学院	100	849	16.0	24.0
5	徐巧玉	河南科技大学机电工程学院	33	115	6.0	9.0
6	王帅	河南科技大学机电工程学院	29	54	5.0	6.0
7	刘春阳	河南科技大学机电工程学院	14	82	3.0	8.0
11	刘幸	河南科技大学机电工程学院	1	1	1.0	1.0
12	杨曼	河南科技大学机电工程学院	1	1	1.0	1.0