兩輪自平衡車以其操作簡單、節(jié)能環(huán)保、運動靈活等優(yōu)點已經(jīng)被廣泛研究。兩輪平衡車是一個非線性的不穩(wěn)定系統(tǒng),其原理與倒立擺類似。本文設(shè)計了一個基于遺傳PD控制的兩輪平衡車系統(tǒng),系統(tǒng)中小車的平衡與運動控制通過基于遺傳算法的PD控制器來實現(xiàn),具有更好的控制效果,在實際工程應(yīng)用中具有參考價值。首先,本文完成了硬件電路系統(tǒng)的原理圖和PCB設(shè)計,包括主控電路、慣性傳感器電路、電平轉(zhuǎn)換電路等等。從元器件的選型到硬件電路板的焊接與測試,給兩輪平衡車系統(tǒng)搭建了完整的硬件平臺。本文中主控芯片使用飛思卡爾K60系列芯片,其內(nèi)部集成cortex-M4內(nèi)核,具有強大的數(shù)據(jù)處理能力。小車要達到自平衡的要求,車體的實時傾角是一個非常重要的參數(shù)。本文傾角數(shù)據(jù)由加速度計和陀螺儀采集而來,通過互補濾波和卡爾曼濾波兩種算法來進行加速度計和陀螺儀的數(shù)據(jù)融合,再通過Matlab仿真對比濾波效果,以濾波后得到的傾角值作為重要參數(shù)來調(diào)節(jié)小車的平衡和運動狀態(tài)。最后,對兩輪平衡車系統(tǒng)進行了數(shù)學(xué)建模,從模型的角度去分析如何實現(xiàn)小車的自平衡與運動控制。本文基于遺傳算法的思路和步驟,設(shè)計了基于遺傳算法的PD控制器,從原理上來分析遺傳算法的優(yōu)勢。...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?Ｓｅｇｗａｙ平衡車??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｗｏ－ｗｈｅｅｌｅｄ?ｓｅｌｆ－ｂａｌａｎｃｉｎｇ?ｖｅｈｉｃｌｅ??

哈爾濱理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文品；盡管Ｓｅｇｗａｙ采用的ＶＧＳ－３陀螺儀，體積小了，成本也仍然是個高大上的貴族玩具，使Ｓｅｇｗａｙ的售價居高不下。產(chǎn)品到普及化的轉(zhuǎn)折，主要得益于蘋果公司的ｉＰｈｏｎｅ?４手機。機首次引入了電子陀螺儀，邁出了精密傳感器從軍用轉(zhuǎn)向民用陀螺儀的廣泛使用使....

圖１－２奧運會使用的平衡車??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｗｏ－ｗｈｅｅｌｅｄ?ｓｅｌｆ－ｂａｌａｎｃｉｎｇ?ｖｅｈｉｃｌｅ?ｕｓｅｄ?ａｔ?Ｏｌｙｍｐｉｃｓ?ｉｎ?Ｂｅｉｊｉｎｇ??

ｍｍ??ｍＦ??圖１－１?Ｓｅｇｗａｙ平衡車??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｗｏ－ｗｈｅｅｌｅｄ?ｓｅｌｆ－ｂａｌａｎｃｉｎｇ?ｖｅｈｉｃｌｅ??１．２．２國內(nèi)研究現(xiàn)狀??國內(nèi)對于兩輪平衡車的研宄，在早期也只是高校設(shè)計制作的兩輪平衡??機器人，來用作于教學(xué)設(shè)施或者實驗對象。對于中國的廣大....

圖１－３國產(chǎn)九號平衡車??Ｆｉｇ．?１－３?Ｄｏｍｅｓｔｉｃ?Ｎｉｎｅｂｏｔ??

?＿??圖１－２奧運會使用的平衡車??Ｆｉｇ．?１－２?Ｔｗｏ－ｗｈｅｅｌｅｄ?ｓｅｌｆ－ｂａｌａｎｃｉｎｇ?ｖｅｈｉｃｌｅ?ｕｓｅｄ?ａｔ?Ｏｌｙｍｐｉｃｓ?ｉｎ?Ｂｅｉｊｉｎｇ??天津納恩博科技有限公司是國內(nèi)第一家智能短途代步設(shè)備運營商，該??公司組建高端的研發(fā)團隊，具備一線....

圖２－１加速度計角度測量原理圖??Ｆｉｇ．?２－１?Ａｃｃｅｌｅｒｏｍｅｔｅｒ?ａｎｇｌｅ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ??可得：??

兩輪平衡車?yán)眉铀俣扔嫓y出重力加速度在ＸＹＺ三個軸上的分量，然??后利用各個方向的分量與重力加速度的比值來計算出小車大致的傾角。??加速度計的工作原理圖如圖２－１所示：??圖中ｇ為重力加速度，ａＹ為加速度計在Ｙ軸上得到的加速度值，ａｚ為??加速度計在Ｚ軸上得到的加速度值。加速度計....

本文編號：3897619