农用独轮自平衡车的设计与实验

• 作者: 王震 杨帅 徐青正 时慧杰 李天华 侯加林 周凯 金天国
• 来源期刊: 农机使用与维修
• 学科: 农学
• 关键词: ESP32单片机 MPU6050传感器 PID控制 平衡车 倒立摆模型
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 研究探讨
• 页码范围: 1-8,12
• 页数: 9页
• 分类号: S49
• 语种: 中文
• DOI: 10.14031/j.cnki.njwx.2022.04.001

摘要

针对国内外农业机器人在应用过程中面临的环境复杂、自动化程度不足、成本高、适用范围小等问题,以ESP32单片机为主控单元,基于倒立摆模型和PID控制模型,设计了一款适用性强且经济实用的农用独轮自平衡车.独轮自平衡车采用MPU6050传感器,通过其内部集成的数字运动处理器(DMP)进行数据融合滤波处理,将陀螺仪传感器测量的角度、加速度等信息输送至单片机,并通过多次实验选择确定一组最优的PID参数,以提高自平衡车的稳定性和抗干扰性.单片机通过PID算法得到的计算结果经电机驱动作用至自平衡车,并借助低功耗蓝牙(BLE)进行数据传输、运动控制及机械重心计算,使用直流电机及直流减速电机驱动为其提供动力,从而使独轮自平衡车保持平衡与稳定.通过实验验证,该独轮自平衡车操作简单,工作稳定可靠,满足运动可控和平衡稳定的要求.