基于K60的动量轮自平衡小车大连交通大学电气信息学院制作者：刘世园丁显铭万维祥杜佳兴沈俊辰2/27摘要动量自平衡小车体积小、结构简单且运动灵活，适用于狭小和危险的工作空间，有极大的应用价值。动量轮自平衡小车两轮前后支撑，利用动量飞轮调节平衡。像传统倒立摆一样，本身是一种不稳定体，其力学方程具有变量多、非线性、强耦合、时变、参数不确定性等特性，需要施加以强有力的控制手段才能使其保持平衡。本文在总结和归纳国内外对动量轮自平衡小车的研究现状，提出了自己的动量轮自平衡小车软硬件设计方案，小车硬件采用陀螺仪和加速度传感器检测车身的重力方向的倾斜角度和车身轮轴方向上的旋转加速度，数据通过控制器处理后，控制电机调整小车状态，使小车保持平衡。由于陀螺仪存在温漂和积分误差，加速度传感器动态响应较慢，不能有效可靠的反应车身的状态，所以软件使用互补滤波算法将陀螺仪和加速度传感器数据融合，结合陀螺仪的快速的动态响应特性和加速度传感器的长时间稳定特性，得到一个优化的角度近似值。文中最后通过实验验证了自平衡小车软硬件控制方案的可行性。关键词：动量轮自平衡卡尔曼滤波数据融合倒立摆3/27目录摘要...............................................................................................................................................................1目录..............................................................................................................................................................3第一部分序言........................................................................................................................................5选题来源及背景...........................................................................................................................................5本文的研究内容...........................................................................................................................................6第二部分动量轮平衡车的平衡原理......................................................................................................62.1平衡车的机械结构...................................................................................................
