电动自平衡车设计调研报告
姓名宋奇
班级工设111
学号
f摘要
几年来随着城市越来越拥挤两轮自平衡车凭借着它噪音小、能源利用率高占地面积小、操控简单、0半径转弯等优点逐渐成为一种新型时尚的代步工具有着广泛的应用前景。自平衡车两轮左右对称布置利用加速度计与陀螺仪互相协作进行前后倾斜角度检测同时利用角位移传感器进行自平衡车转向控制杆左右倾斜角度的检测并将信息输出给单片机通过相应的控制算法计算出车辆的控制量用该控制量驱动电机工作完成自平衡车前进、后退与转向等动作。驾驶者只需改变身体的重心自平衡车就会根据俯仰的方向前进或后退而车辆的速度则与驾驶人身体倾斜的程度呈正比。车体的转弯通过车把的左右倾斜角度来控制不同的倾斜角度对应电机不同的速度差。
自平衡车系统设计的难点在于怎么用成本低廉的惯性传感器进行准确的姿态检测与系统控制算法的设计。加速度计信号噪声大且易受动态加速度干扰用平滑滤波去噪可以有效去除噪声但仍很容易受到外界加速度影响陀螺仪很好的消除了动态加速度的影响但是随着陀螺仪的温漂积分出的角度会存在很大的偏差所以单独使用陀螺仪或者加速度计都不能获得有效而可靠的信息来保证车辆的平衡所以用互补滤波对陀螺仪和加速度计输出信号进行融合可以抑制动态加速度的干扰和陀螺仪的误差但同时输出的波形存在一定的过冲现象。通过参数调整建立一个系统可以有效去除过冲现象。通过以上方法可以准确并及时的集到自平衡车姿态信息为控制算法的设计奠定良好的基础。
本文主要介绍了两轮的平衡车在国内和国外的现状和发展前景。并且介绍了我制作的两轮自平衡车的电路部分控制算法在完成信号处理和控制算法之后本文进行了自平衡车样车的设计包括样车的电系统设计包括电源部分控制部分等并制作PCB板完成整车的搭建。通过样车上实验可达到载人稳定的前进后退和转向。
f摘要2
引言4
1绪论5
11国内外自平衡电动车研究及发展现状5
111国外的研究现状5
2运动原理8
3电路部分研究8
4能源8
41能源性能9
42能源种类9
43依用途区分9
44电池种类9
5主要品牌10
总结10
参考资料11
f两轮自平衡机器人的概念来自倒立摆系统。倒立摆系统一直以来都受到全世界控制理论和控制工程领域研究人员的关注。倒立摆系统作为受控对象是非线性r