基于PID控制的自平衡小车设计

平衡车具有体积小、轻便等优点,在许多领域得到了广泛应用。本文分析了平衡小车的平衡原理,提出总体设计方案,在硬件设计的基础上,利用传感器采集的加速度与角速度数据,对小车保持运行时的姿态进行检测与分析,并用互补滤波进行数据处理,优化电机的控制输出,增强了小车的平衡能力。实验证明,小车具有较强的平衡保持能力。     

自平衡小车原理研究

系统的主控芯片为飞思卡尔的16位单片机9S12XS系列ATMEGA16A,它负责协调各部份的工作和综合处理各种数据信息;电池为充电电池,它为系统提供动力;传感器可以又多种传感器,例如红外避障传感器、超声波传感器或电磁传感器等,它负责给主控芯片提供外界的信息,为其决策提供信息支持;MMA7260为飞思卡尔的加速度传感器,ENC-03为村田电子的陀螺仪,它们的作用是判断系统的实时倾斜角度,系统的实时倾斜角度是系统保持直立平衡的的重要判断依据,因而对其要求比较苛刻,所以我们采用加速度传感器与陀螺仪相结合的方式来获取,目的是结合2种传感器的优点,使获取的数据更加准确;2种传感器获取的信息经过卡尔曼滤波之后即为系统的实时倾角。获取系统的实时倾角之后,主控芯片可以根据实时角度信息来驱动直流电机的运转,编码器可以给系统提供实时的速度信息,可以构成对电机运转的闭环控制,电机运转采用PID算法进行控制。     

惯性稳定平台不平衡扰动建模与仿真分析

理想情况下,惯性稳定平台的质心会位于其旋转轴上,但是由于加工技术等条件的限制,惯性稳定平台的质心会偏离旋转轴,并且在基座角运动和摩擦等扰动作用下,惯性稳定平台会产生偏转角,偏转角的变化会引起水平和垂直方向上的不平衡力臂变化,形成不平衡扰动。为了分析不平衡扰动对平台性能的影响,在对惯性稳定平台的动力学模型进行简化的基础上,提出通过分析平台偏转角和不平衡力臂的变化规律建立不平衡扰动模型的思想方法,以所建模型为基础,对不平衡扰动的影响进行了定量分析。仿真结果表明,不平衡扰动会使平台的角度输出稳态值超过其稳定精度要求,严重影响惯性稳定平台的稳定性能。     

无锚点吊装的自平衡机构

介绍了无锚点吊装法所用的自平衡连杆机构的种类、约束和动作原理及自由度。     

自平衡试桩法在基桩检测中的应用

近年来随着建筑业技术的不断更新,越来越多的建筑体量朝着超大规模发展,作为基础的桩基也向着高承载力、超长桩方向不断迈进,试验吨位的加载难度己使得基桩的静载试验根本无法进行。作为一种新兴的单桩承载力测试技术-自平衡试桩法,在测试技术上凸显出的优越性,已使其在一定程度上得到了检测行业的认可和推广。     

市政公路桥梁工程桩基自平衡试验过程分析

桩基自平衡试验是市政桥梁工程中的重要环节，桩基自平衡试验是保证桥梁工程质量的重要措施，运用科学的试验方法能够保证桥梁工程的质量，并且能够提升桥梁工程性能。本文将结合实例来分析市政公路桥梁中桩基自平衡试验的过程。     

力平衡加速度表传输特性的拟合与实时自校准

如何精确测量与校准精度力平衡式石英加速度表，并实现实时直接输出加速度值是研制工作的重要一环。本从理论与实验两方面进行分析，获得一种实用的实时校准方法。     

自平衡起重装置与无锚点吊装法

无锚点吊装法是利用自平衡起重装置以旋转方式竖立塔类设备的方法。本文对各类自平衡起重装置和各种无锚点吊装法进行了综合分析与分类。     

摆锤式自动平衡装置的建模与仿真

利用拉格朗日方程推导出摆锤式自动平衡装置的数学模型，依据现有实验台确定模型中的相应参数，应用龙格-库塔法对数学模型进行计算机仿真，分析摆锤质量对摆锤式自动平衡装置减振性能的影响。     

自感知电涡流阻尼器建模与特性研究

随着国民经济的快速发展,发生在高速旋转机械中的振动有可能会影响或限制系统的正常工作,给生产、生活造成不可估量的损失,机械振动控制已成为近年来的研究热点之一,在工程实践中,通常又采用外加阻尼的方法抑制机械振动。本文研究一种可用于旋转元件振动抑制的自感知电涡流阻尼器,借助双线圈透射式电涡流检测方法设计自感知阻尼器结构,依据电涡流效应及电磁力产生原理分析其工作原理,应用阻抗分析理论及电磁理论分别建立了阻尼器的感知模型及作动模型,实例仿真分析阻尼器的参数特性,探讨振动位移与阻尼器输入和输出间的变化关系。最后,实验验证了理论建模的正确性及阻尼器的自感知功能。     

极点配置法在自平衡机器人中的应用

本文主要介绍了采用状态反馈极点配置法对自平衡机器人进行控制方法设计的主要过程,利用Matlab软件对自平衡机器人系统进行了多种情况下的极点配置,并对各种极点配置情况下系统的阶跃响应进行了分析对比,经过反复测试及实验最终确定了最佳的控制方法,为自平衡机器人控制方法的研究提供了一条新的途径。     

小车的直立行走平衡控制

两轮直立行走小车是利用倒立摆的原理,将数字技术,计算机技术,通讯技术等结合为一体来实现。本文主要介绍以加速度计、陀螺仪控制平衡,转速反馈结合直立控制行走的方案实现其直立行走部分,并在此基础上对小车更加精确的控制提出了更多的设想。基于该小车功能的实现,加以实现其他要求,丰富其功能性,可以满足日后对直立两轮车的要求以及工业上对此类机器人的需求。     

自平衡起重装置梯形推杆的内力计算

自平衡起重装置的梯形推杆，属内力超静定平面刚架结构。本文给出了该类推杆在集中载荷和自重作用下的内力计算公式。     

Timoshenko阻尼转轴的涡动不平衡响应

考虑系统的质量不平衡和材料的阻尼作用，应用Timoshenko梁理论和Hamilton原理，建立转轴的空间运动方程，它包含了剪切变形、旋转惯性、陀螺效应、动不平衡和内粘性阻尼与材料迟滞阻尼的影响。数值分析了系统的动力学响应和特性，由不平衡质量产生的强迫振动和材料阻尼引起的自激振动导致转轴产生复杂的涡动变形。     

中性点不接地系统电压不平衡的分析与判断

在电网运行中,中性点不接地系统常会出现一些电压不平衡的情况。若我们对这方面认识不足,一方面可能因为未及时准确判断找到接地点,而引起扩大事故;另一方面也可能因电压不平衡而误认为系统接地,找不到问题之所在,却做许多无用功,甚至因查找接地造成误拉开关的误操作。因此,就这些问题有必要进行一些探讨。     

自平衡试桩法有关问题探讨

自平衡试桩法和传统静载试验法有着显著的区别,这两种试验方法各自都有其优缺点,目前人们对于自平衡试桩法的认识大多来自于同传统静载试桩法做相关比较的基础上。自平衡试桩法是一种新型的桩基试验方法,但是目前我国自平衡试桩法在实际工程中运用还存在一些技术问题。因此澄清对这些问题的认识,明确自平衡法在实际工程中应该注意的关键点,这些都有利于自平衡法的进一步地完善和推广,对于桩基工程中的试桩技术的发展有着重要的意义。     

住宅建筑利用自平衡风口自然通风研究

基于计算流体力学 CFD 软件,选用壁面函数法,对某住宅小区周围的风环境进行了数值模拟,并以此结果作为以自平衡风口作为通道的室内气流组织模拟的边界条件。由大环境数值模拟结果,选取两侧风压最小的1-1#房进行自然通风换气量和气流组织分析。结果表明,改变自平衡风口尺寸,够满足住宅建筑人员换气量的需求,而改变自平衡风口的入射角,室内气流组织得到明显改善。     

西安某小区自平衡式新风口自然通风研究

以西安某住宅小区为研究对象,根据实际楼盘几何尺寸建立二维物理数学模型,采用CFD计算方法,得到冬夏季室外速度场及压力场分布,并以此计算结果作为三维室内自然通风气流计算的边界条件对室内进行模拟,最终确定具有自平衡新风口的住宅室内的速度场分布,依此进行自然通风方案的优化。     

光电跟踪器船摇自稳定建模及仿真

为弥补只针对横摇和纵摇建模的不足,提出了包含艏摇的完整的三自由度视轴稳定模型。采用位置坐标变换把大地坐标系的位置引导数据转换到甲板坐标系,引导光电跟踪器在甲板坐标系捕获目标,以解决船摇位置扰动。通过速度坐标变换建立视轴速度干扰模型,应用前馈控制技术补偿船摇速度扰动,从而提高原Ⅰ型位置伺服系统海况跟踪测量的精度和平稳性。应用所建模型进行仿真,结果表明,光电跟踪器的视轴指向与船摇扰动的隔离度超过40dB,可以保证光电跟踪器在五级海况下实现自稳定功能。