两轮自平衡机器人控制系统设计与实现

本文对两轮自平衡机器人控制系统的相关问题进行了简要论述,简单介绍了自平衡机器人的平衡控制机理,对控制系统中主要的硬件设计问题进行一定阐述,在结合工作实践的基础上,提出了几点控制系统实现的注意事项,为以提升两轮自平衡机器人的控制系统的控制有效性,保证控制系统功能的实现提供参考。     

多传感器滤波算法下的两轮自平衡机器人控制

文中旨在实现两轮自平衡机器人更加稳定的姿态控制的研究,选择STM32作为开发平台,针对在对两轮平衡车姿态检测过程中存在一定的噪声干扰和测量误差的问题,设计了一种基于卡尔曼滤波的由多个传感器数据融合的方法。在更好地融合了多组陀螺仪与加速度计的数据,同时减少了存储量,得到更准确更稳定的角度值。控制结果表明,卡尔曼滤波方法下的多组传感器数据融合的姿态检测方案,能够更好地有助于系统抑制噪声,使得自平衡机器人的姿态调节更加稳定,更有利于机器人系统的控制。     

二轮自平衡机器人系统设计

二轮自平衡移动机器人在狭小空间中具有较高的适用性,是一种典型的欠驱动系统.文章研究了二轮自平衡机器人的动力学建模方法,完成了控制系统设计,基于Simulink实现了二轮自平衡机器人仿真和控制程序一体化设计,缩短了开发周期.设计了以STM32单片机为核心的二轮自平衡机器人控制器,基于Simulink编程方式实现了机器人的...     

两轮自平衡机器人系统设计、建模及LQ控制

设计一个以TMS320F2812DSP为控制核心、2个独立驱动的同轴直流电机为执行机构的两轮自平衡机器人,其姿态传感器包括倾角仪、速率陀螺和电机编码器。依据经典牛顿力学建立线性系统数学模型,采用LQR方法得到系统的反馈系数后,进行系统仿真实验和实际物理系统实验。实验结果表明,该系统的建模和控制器的设计是合理和有效的,且所设计的DSP控制程序可以方便的实现其他控制算法,并且可得到系统运行时各状态的值,为数据分析和传感器信号的处理提供方便。     

基于STM32的两轮自平衡遥控小车

针对于现在流行的两轮自平衡车,设计了一个与其原理相似的研究型平衡小车系统。该系统以STM32为主控芯片,采MPU6050采集小车的姿态。然后通过卡尔曼滤波融对数据进行融合处理,最后利用PID控制算法计算电机的PWM值以控制电机的合理转动＇使小车保持平衡。系统利用自制的无线遥控模块中的NRF24L01模块传输控制信号模拟人体姿态调制,控制小车的行走。     

基于MEMS惯性传感器的两轮自平衡小车设计

着重分析了两轮自平衡小车的设计原理与控制算法,采用卡尔曼滤波算法融合陀螺仪与加速度计信号,得到系统姿态倾角与角速度最优估计值,通过双闭环数字PID 算法实现系统的自平衡控制。设计了以MPU-6050传感器为姿态感知的两轮自平衡小车系统,选用8位单片机HT66FU50A为控制核心处理器,完成对传感器信号的采集处理、车身控制以及人机交互的设计,实现小车自主控制平衡状态、运行速度以及转向角度大小等功能。     

基于卡尔曼滤波的两轮自平衡车姿态检测研究

在两轮自平衡车设计的过程中,车身姿态检测是关键的设计环节,关系到自平衡车能否有效进行车身的自动控制。但是,使用单一传感器容易导致姿态检测过程中出现测量误差和噪声干扰,所以还需要对测量信号进行滤波处理。因此,基于这种情况,本文设计了一个基于卡尔曼滤波的两轮自平衡车姿态检测系统,从而更好的解决自平衡车的姿态控制问题。     

一种基于竞赛的两轮自平衡小车的设计

介绍一种两轮自平衡智能小车控制系统的实现方案。该系统以MC9S12XS128单片机作为主控芯片,采用一组激光传感器进行路径检测,使用ENC-03MA陀螺仪与MMA7361加速度计进行小车直立自平衡检测,利用BTS7960芯片进行电机驱动,使用增量式编码器进行速度检测,借助滑动电阻器和液晶屏对参数进行调整与观测。在软件方面,结合PWM技术和PID控制技术对小车的两个直流电机的转速进行控制,可以实现两轮小车的动态自平衡快速寻迹运行。实践表明该设计达到了理想效果。     

两轮差速机器人运动学分析和控制研究

对两轮差速机器人的运动控制进行分析,建立了输入/输出量之间的函数隶属关系,在建立轮式机器人的运动学模型和动力学模型基础上,为实际研究提供可行性指导和理论依据。同时为博创平台的差速机器人运动控制提出新的思路,即基于模糊控制的机器人路径跟踪。将增量式PID控制算法及模糊控制策略结合起来,应用于两轮差速机器人的运动控制模型中,并运用Matlab进行仿真,得到了控制系统的响应曲线,达到了满意的效果。     

基于STM32的两轮自平衡小车控制系统设计

介绍了一种采用STM32F103C8T6单片机和数字运动传感器MPU-6050等设计的两轮自平衡小车。并利用卡尔曼滤波器算法融合陀螺仪和加速度计信号,计算出小车倾角和角速度的最优估计值,利用数字PID算法控制驱动电机的PWM信号实现两轮小车的自平衡控制。实际测试表明,设计的两轮小车可稳定地实现自平衡控制及简单的遥控运动功能。     

基于直接转矩控制的两轮自平衡车系统设计

两轮载人自平衡车控制系统是一种典型的类倒立摆动态平衡控制系统,为降低成本,提高系统操控性能,该文利用新型ARM微处理器STM32F373为控制核心,结合惯性传感器MPU6050,进行了平衡车控制方案设计。该文提出了电机的直接转矩控制法,并利用改进后的显性互补滤波算法得到车体倾斜角度的实时最优值,形成了以角度环、角速度环及电流环所构成的三闭环串级比例-积分-微分(PID)控制方式,实现了车辆的自平衡行驶。与传统使用电压开环控制及速度反馈控制的平衡车相比,该文设计的平衡车具有性价比高、响应速度快、控制平稳等优点。     

两轮自平衡车横向动力学建模与控制研究进展

两轮自平衡车是一种在外力矩作用下可维持自身姿态平衡的类自行车交通工具。与常见的交通工具相比,具有安全性高、环境友好、造型轻巧、驾驶便捷等显著优点,是智能交通工具发展的重要方向之一。关于两轮车的平衡性研究始于十九世纪后期,如今从理论探索到机体开发取得了极大的进展。文中论述并总结了两轮自平衡车在横向动力学建模、执行机构、控制算法方面的发展现状,并对未来的研究方向做出了展望。     

自平衡机器人的模糊-PD控制

由于自平衡机器人是一种两轮左右平行布置的机器人,像传统的倒立摆一样,它的本身是一个自然不稳定体,必须要施加强有力的控制手段才能使之稳定.为了提高两轮自平衡机器人设计的可靠性,针对不稳定、非线性、强耦合的两轮自平衡机器人系统,运用牛顿力学方法建立了转向运动的数学模型.在模型中建立了模糊控制器,并用模糊控制加比例控制的方法...     

双轮自平衡机器人研究

双轮自平衡机器人是一种具有模块化系统、稳定性较强、有很大拓展空间的新型机器人产品,在很多行业都有很大的市场前景,同时具有一定的科学研究价值。文章以双轮自平衡机器人国内外的研究现状为研究基点,探讨目前领域内双轮自平衡机器人仍存在的一些问题,进一步研究对未来双轮自平衡机器人发展的展望,以期我国双轮自平衡机器人事业可以更好地发展。     

基于新型惯性传感器的两轮自平衡车的设计

两轮自平衡车是检验各种控制算法的理想平台之一。设计了两轮自平衡车的实验平台,车体姿态数据采集采用新型加速度传感器和陀螺仪传感器组合,型号分别为ST公司的LIS331DLH和L3G4200D。姿态检测数据融合算法采用卡尔曼滤波算法,系统控制算法采用倾角环,角速度环与电流环的PID控制方法。最后,制作了两轮自平衡车的原型,并给予了初步运动控制验证。该实验平台能够初步实现自平衡功能,后续的研究将着重对各种控制算法在该平台的验证研究。     

基于单片机的两轮平衡车设计

采用单片机MC9S12XS128作为控制器,结合陀螺仪ENC-03、三轴加速度计MMA7260芯片,设计一个运行稳定、体积小、可匀速运动的两轮自平衡车。通过介绍平衡车的平衡原理、系统架构以及软硬件设计,阐明两轮自平衡车的设计要点。最后,通过系统理论分析以及实验测试表明了这种设计方式的合理性和应用的可行性。     

基于视觉跟踪的两轮自平衡移动机器人控制系统

本文设计了两轮自平衡移动机器人各个功能模块单元,介绍了自平衡原理,对视觉跟踪给出了目标物体在视觉模块中坐标与中心位置差值计算方法并给出了视觉跟踪策略;给出了系统整体程序框架以及图像处理与发送程序框架,对视觉跟踪进行了相应测试实验,测试结果达到预期效果.     

基于CCD的两轮自平衡智能车系统设计

介绍了一种基于线阵CCD图像传感器的两轮自平衡循迹智能车系统设计与开发。系统基于第八届飞思卡尔智能车大赛准则,通过陀螺仪与加速度计测量智能车姿态进行反馈调节实现动态自平衡和速度调节,并根据CCD获取的赛道信息控制智能车转向实现自动循迹。系统在控制算法上采用了增量式数字PID控制,使系统更加稳定,改善了系统鲁棒性,最终实现了智能车动态自平衡和自动循迹功能。     

基于CC2530控制芯片的两轮平衡小车设计

文章采用德州仪器公司CC2530单片机为控制核心,利用MPU6050传感器检测车身的角度和加速度,采用PID算法调整小车平衡;利用光电传感器达到自动寻迹等功能。除了具有寻常平衡小车的寻迹功能外,还利用CC2530单片机自带的无线接收模块,接收来自外界的无线控制信号,让小车的启停控制更加自如,能够更好地适应各种实际应用。充分利用CC2530控制芯片的片上资源,降低成本。