本文针对两轮自平衡机器人运动平衡控制中涉及的重心调节、传感器滤波等问题进行了分析和研究,取得了如下研究成果： 第一：重心可调节两轮自平衡机器人的设计与研究。 本文设计了一款新型的两轮自平衡机器人,该机器人借鉴当今两轮自平衡机器人设计中经典思想,在此基础上,提出了一种重心可调节的两轮自平衡机器人的设计思路,并且针对重心可调节问题建立两轮自平衡机器人的数学模型进行仿真,得到两轮自平衡机器人重心对平衡控制的影响规律,为今后此类机器人的设计提供了参考。 第二：两轮自平衡机器人中传感器信号的滤波问题研究。 本文针对两轮自平衡机器人中使用的姿态传感器陀螺仪信号存在的多噪声、零位误差问题设计了简单低通滤波器和卡尔曼滤波器,对检测到的传感器信号进行处理,并对不同的滤波器的滤波效果进行了比较,结果表明卡尔曼滤波器在处理陀螺仪信号噪声和零位误差问题上具有很好的滤波作用和效果。 第三：两轮自平衡机器人直流电动机调速问题研究。 本文设计了基于单闭环的直流电动机调速系统。对于两轮自平衡机器人的平衡控制,一个很重要的问题就是对机器人的两个直流电动机的控制。直流电动机调速系统稳定、准确与否对两轮自平衡机器人的控制有很重要的影响。本文设计的单闭环直流电机调速系统能够及时准确地响应控制信号,与同样性能的电动机伺服系统相比具有硬件少,成本低的优点。 本文的研究工作得到了国家自然科学基金的支持,相关的研究成果已经获得国家知识产权局颁发的专利证书,所写论文被第七届全球智能与控制大会正式录用(EI 检索)。本文的研究工作对于两轮自平衡机器人的设计与控制研究有积极的意义,可广泛应用于移动机器人、自动控制、传感器滤波等领域。