隨著傳統(tǒng)交通工具帶來(lái)的能源危機(jī)、交通擁堵、環(huán)境污染等問(wèn)題日益凸顯,人們對(duì)新型交通工具的需求日益迫切。兩輪自平衡小車(chē)體積小、方便攜帶,并且采用電池供電不會(huì)產(chǎn)生尾氣,是現(xiàn)今交通運(yùn)輸領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。同時(shí),兩輪自平衡小車(chē)是動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的系統(tǒng),它有著強(qiáng)耦合、非線(xiàn)性、欠驅(qū)動(dòng)、多變量的特點(diǎn)。因此可以在兩輪自平衡小車(chē)這個(gè)平臺(tái)上對(duì)各種控制算法進(jìn)行驗(yàn)證,具有一定的理論研究意義。在兩輪自平衡小車(chē)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,本文對(duì)小車(chē)的姿態(tài)角檢測(cè)和自平衡控制進(jìn)行了研究。首先,采用牛頓力學(xué)原理對(duì)小車(chē)的車(chē)輪、車(chē)身和電機(jī)分別建立數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)三者之間的關(guān)系建立小車(chē)整體系統(tǒng)的模型。然后,對(duì)小車(chē)模型在平衡位置進(jìn)行線(xiàn)性化,得到簡(jiǎn)化模型。對(duì)簡(jiǎn)化的模型進(jìn)行能觀(guān)性和能控性分析并采用PID控制理論對(duì)小車(chē)系統(tǒng)設(shè)計(jì)平衡控制器。小車(chē)的姿態(tài)角包括車(chē)身傾角和偏航角,它是小車(chē)控制器設(shè)計(jì)的重要變量,因此姿態(tài)角的準(zhǔn)確性顯得尤為重要。在本文中使用四元數(shù)來(lái)描述姿態(tài)角,并且對(duì)微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）采集到的數(shù)據(jù)利用擴(kuò)展卡爾曼濾波（EKF）原理進(jìn)行融合,得到更為準(zhǔn)確的姿態(tài)角。最后,對(duì)小車(chē)各個(gè)模塊選擇相應(yīng)的芯片,組裝小車(chē)實(shí)體模型。對(duì)兩輪自平衡小車(chē)的驅(qū)動(dòng)電路、... 

【文章來(lái)源】：安徽理工大學(xué)安徽省

【文章頁(yè)數(shù)】：91 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

輪式、足式、履帶式移動(dòng)機(jī)器人Fig.1Wheeled,foot-type,crawler-typemobilerobot

Kazuo Yamafu ji 教授設(shè)計(jì)的機(jī)器bot designed by Professor Kazuo Ya門(mén)等人一同開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一款如圖 3 所示，這款車(chē)面世以品。Segway PT 的控制系統(tǒng)由檢測(cè)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和車(chē)速檢斜角度信息傳遞給主控芯片，行相應(yīng)的加、減速，以實(shí)現(xiàn)車(chē)由的移動(dòng)，這讓兩輪自平衡小

Kazuo Yamafu ji 教授設(shè)計(jì)的機(jī)器人obot designed by Professor Kazuo Yama卡門(mén)等人一同開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一款工。如圖 3 所示，這款車(chē)面世以來(lái)品。Segway PT 的控制系統(tǒng)由多度檢測(cè)系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和車(chē)速檢測(cè)傾斜角度信息傳遞給主控芯片，主執(zhí)行相應(yīng)的加、減速，以實(shí)現(xiàn)車(chē)身由的移動(dòng)，這讓兩輪自平衡小車(chē)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]多自由度兩輪自平衡機(jī)器人技術(shù)研究[D]. 戴福全.北京理工大學(xué) 2015
[2]獨(dú)輪自平衡機(jī)器人建模與控制研究[D]. 王啟源.北京工業(yè)大學(xué) 2011

碩士論文
[1]一種雙輪自平衡車(chē)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[D]. 姜利彬.東南大學(xué) 2016
[2]獨(dú)輪自平衡車(chē)控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[D]. 魏樂(lè)樂(lè).浙江大學(xué) 2016
[3]一種雙輪自平衡機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D]. 楊高.深圳大學(xué) 2015
[4]兩輪平衡車(chē)建模與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 趙磊.西南交通大學(xué) 2013
[5]基于PID和LQR控制的兩輪自平衡小車(chē)研究[D]. 陸軍.西南交通大學(xué) 2012
[6]自平衡兩輪電動(dòng)車(chē)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 袁洪躍.重慶大學(xué) 2012
[7]兩輪電動(dòng)車(chē)自平衡控制算法的研究[D]. 王光林.華南理工大學(xué) 2011



本文編號(hào)：3411981