兩輪自平衡機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、兩輪自平衡機(jī)器人是一種特殊的輪式移動(dòng)機(jī)器人，它運(yùn)動(dòng)靈活，成本低，適合在狹小和危險(xiǎn)的空間工作，可以零半徑轉(zhuǎn)彎，有著廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí)，本質(zhì)不穩(wěn)定的兩輪自平衡機(jī)器人也是一種復(fù)雜的研究性實(shí)驗(yàn)裝置，已成為理想的控制理論和控制技術(shù)研究的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
　　 本文在總結(jié)和歸納了兩輪自平衡機(jī)器人的研究現(xiàn)狀后，結(jié)合了兩輪自平衡代步電動(dòng)車的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)提出了兩輪自平衡機(jī)器人的構(gòu)建方案。首先設(shè)計(jì)了兩輪自平衡機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)。整個(gè)機(jī)器人車體框架均采用鋁合金

2、制作。鋁金屬質(zhì)量輕，延展性好，便于裁剪，方便在上面鉆孔，固定電機(jī)和車架等。并構(gòu)建了兩輪自平衡機(jī)器人的硬件和軟件系統(tǒng)。用標(biāo)準(zhǔn)化程序開發(fā)方式，規(guī)范編程，條理清晰，方便程序的調(diào)試，修改以及日后的擴(kuò)展和閱讀。
　　 接著提出系統(tǒng)建模的假設(shè)條件，建立了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，推導(dǎo)出兩輪自平衡機(jī)器人的最大可控角度。隨后對(duì)硅微加速度計(jì)和硅微陀螺進(jìn)行了標(biāo)定，在此基礎(chǔ)上利用多種濾波算法對(duì)硅微加速度計(jì)和硅微陀螺信息進(jìn)行融合，計(jì)算出車體的傾斜角度，并對(duì)各種