本文设计的智能轮式机器人以机械结构和软硬件的设计为主,智能轮式机器人是机器人研究领域中的一个分支方向,应用于工业、农业、医疗行业等各行各业,具有极高的研究价值。在嵌入式技术基础上,设计并制作了智能轮式机器人平台,通过上位机发送命令的形式进行远程控制,该平台实现了基本运动(前进、后退、转向)、两轮自平衡功能、调速和避障等功能,整个系统涉及机械结构设计、电机驱动、传感器电路设计及数据处理、控制算法优化、rt-thread操作系统的使用、软件调试等多个方面。智能轮式机器人平台搭建主要包括:控制系统的机械结构、硬件电路部分和软件流程。机械结构主要分为:普通模式和平衡模式,硬件电路部分主要从控制核心、电机驱动和电流检测三方面论述,嵌入式软件部分使用rt-thread操作系统进行编程。本文重点研究并实现了三相直流电机的驱动算法、PID调速和两轮自平衡算法。电机驱动算法将电机状态分为一级和二级状态,通过引入命令模式的形式和PID算法,实现了对电机的控制;两轮自平衡则在建立模型、分析传递函数基础上,通过均值滤波+卡尔曼滤波+角度PD算法+速度PI算法,实现了轮式机器人在平衡状态下的基本运动(前进、后退、转向)、速度控制和方向控制。经过了大量模拟实验,先初步确定了卡尔曼滤波参数,再通过实际实验,确定了现有的各项控制参数,如:电机PID调速参数、自平衡角度PD算法参数和速度PI参数等。在此基础上,通过实验分析,得出了电机驱动算法能有效减小换向电流的结论,并分析了两轮自平衡状态下的角度和角速度变化趋势。本文以轮式机器人平台为核心,研究了各种算法并确定了各项实验参数。该平台实现了两种模式:普通模式和平衡模式,为今后的研究提供了良好的软硬件平台。