【摘 要】
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两轮自平衡小车是以倒立摆模型为基础的动态平衡系统,针对系统设计中的车身结构、姿态检测与动态平衡控制等关键问题进行研究。采用一体化轮毂电机作为自平衡小车的驱动单元,
【机 构】
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河南科技大学机电工程学院,河南省机械设计及传动系统重点实验室
【基金项目】
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国家科技支撑计划课题(2015BAF32B04-3);河南省基础与前沿技术研究计划项目(152300410203);河南省高校科技创新团队支持计划(15IRTSTHN008);河南科技大学大学生研究训练计划(SRTP)项目
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两轮自平衡小车是以倒立摆模型为基础的动态平衡系统,针对系统设计中的车身结构、姿态检测与动态平衡控制等关键问题进行研究。采用一体化轮毂电机作为自平衡小车的驱动单元,设计轻量化车身结构以降低车身重量和能量损耗。控制系统采用含有加速度计、陀螺仪、电子罗盘的9轴姿态检测传感器检测车身姿态角度,利用卡尔曼滤波算法进行数据融合,获得姿态角度的最优估计,借助PID运动控制算法驱动轮毂电机运动,实现自平衡小车车身的动态平衡。通过参数优化,提升了系统的响应速度,将姿态角度估计的误差降低到0.5°以内,实现了两轮小车自主动态平衡功能,为两轮自平衡小车的设计提供了一种简单、可行、低成本的设计方案。
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