两轮自平衡电动车
一种新的两轮自平衡电动车控制方法
段其 昌 ， 翁 珏 Ｈ， 李 丰 兵
（ １ ． 重庆 大 学 自动化 学院 ，重庆 ４ ０ ０ ０ ３ ０ ； ２ ．桂林 电子科技 大学 数 学与计算科 学学院 ，广西 桂 林 ５ ４ １ ０ ０ ４ ） 摘 要 ：为 了克服 目前 两轮 自平衡 电动车控 制 系统存在 的噪 声和 漂 移误 差 大 ， 受扰 后调 节 时 间长 ， 超 调 量较 大
Ｓ ｏ ｒ ｔ ｏ ｆ ｎ ｏ ｖ ｅ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｔ ｗｏ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ｓ ｅ ｌ ｆ ． ｂ ａ ｌ ａ ｎ ｃ ｉ ｎ ｇ ｓ ｃ ｏ ｏ ｔ ｅ ｒ
Ｄ Ｕ Ａ Ｎ Ｑ ｉ — ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ， ＷＥ Ｎ Ｇ Ｊ ｕ ｅ ”， Ｌ Ｉ Ｆ ｅ ｎ ｇ — ｂ ｉ ｎ ｇ ，
电动平衡车什么牌子好
电动平衡车品牌排行电动平衡车因其小巧方便、环保著称，电动平衡车也迅速成为大家的新宠，而目前电动平衡车品牌众多，而品牌与品牌之间也各有千秋，许多年轻人想拥有一款电动独轮车，但却不知道电动独轮车什么牌子好，很多人关注的主要在于电动平衡车的质量、价格以及安全性等方面。
今天笔者为大家分享一些电动平衡车什么牌子好。
一、AIRWHEEL(常州爱尔威科技有限公司)创立于美国，作为世界范围内的便携式自平衡电动车行业的领导品牌，常州爱尔威科技有限公司，市场占有率60%，产品热销海内外，电动平衡车领袖品牌。
二、SOLOWHEEL(英凡蒂(北京)科贸有限公司)创立于美国,全球可穿戴代步装备行业开创者,自平衡电动独轮车先行者,英凡蒂(北京)科贸有限公司，市场占有率一般，因其价格昂贵原因，没能普遍的被大众接受。
三、Segway赛格威(纳恩博(天津)科技有限公司)始于美国,全球创新短交通行业的领导者,国内自平衡车的提供商之一,纳恩博(天津)科技有限公司，因为其价格昂贵，所以占有率相当小，质量还是不错的。
四、奥捷骑(浙江同硕科技有限公司)中国最早的智能平衡车供应商之一,智能机器人交通工具领航者,平衡车领先品牌,浙江同硕科技有限公司，因为其产品用户体验度、价格等原因，导致其市场占有率一般。
五、易步Robstep(东莞易步机器人有限公司)专注于智能机器人研发/制造/销售及技术服务于一体的高科技企业,知名品牌,东莞易步机器人有限公司，市场占有率也是一般。
六、新世纪i-robot(上海新世纪机器人有限公司)致力于新能源机器人的研发/生产/销售,拥有自主知识产权的新型科技企业,上海新世纪机器人有限公司，市场占有率一般般。
七、乐行Inmotion(深圳乐行天下科技有限公司)致力于体感车研发/生产/销售的一体化科技企业,行业最具成长性企业之一,深圳乐行天下科技有限公司，市场占有率还可以，但是不能和爱尔威相比。
八、IPS(上海不倒翁投资有限公司)国内较早致力于自平衡电动车研发/生产/销售的企业,电动独轮车行业领先品牌,上海不倒翁投资有限公司，市场占有率不多。
两轮平衡车工作原理
两轮平衡车工作原理一、引言两轮平衡车是一种基于倒立摆原理的个人交通工具，它具有自平衡、环保、便携等特点，因此在现代城市中越来越受到人们的关注和喜爱。
本文将从机械结构、传感器、控制系统等方面介绍两轮平衡车的工作原理。
二、机械结构两轮平衡车通常由车身、车轮、电机、减速器、转向机构等组成。
其中，车身是整个车辆的主体，用于承载其他组件。
车轮是车辆的行驶部件，通过电机和减速器驱动，使车辆前进或后退。
电机是发动机的替代品，它通过向车轮提供动力来推动车辆。
减速器可以将电机的高速旋转转换为车轮的低速旋转，以提供更大的扭矩。
转向机构用于控制车轮的转向，使车辆能够转弯或改变方向。
三、传感器两轮平衡车通常配备了多种传感器，用于感知车辆的状态和环境信息。
其中最重要的传感器是陀螺仪和加速度计。
陀螺仪用于测量车辆的倾斜角度，从而得知车身是否处于平衡状态。
加速度计用于测量车辆的加速度，从而判断车辆的加速或减速状态。
通过陀螺仪和加速度计的数据，控制系统可以实时监测车辆的倾斜状态，从而采取相应的控制策略。
四、控制系统控制系统是两轮平衡车的核心，它负责根据传感器的数据来控制电机的转速，以实现车辆的平衡和控制。
控制系统通常由微处理器、控制算法和电机驱动器组成。
微处理器是控制系统的大脑，负责处理传感器数据和执行控制算法。
控制算法是控制系统的关键部分，通过对传感器数据的分析和处理，判断车辆的状态，并采取相应的控制策略。
电机驱动器负责将微处理器输出的控制信号转换为电机的控制信号，控制电机的转速和方向。
五、工作原理两轮平衡车的工作原理可以简单概括为：通过陀螺仪和加速度计感知车辆的状态，将传感器数据传输给控制系统；控制系统根据传感器数据判断车辆的倾斜状态，并通过控制算法计算出合适的电机控制信号；电机驱动器将控制信号转换为电机的控制信号，控制电机的转速和方向；车轮根据电机的驱动旋转，使车辆保持平衡或实现前进、后退和转弯。
六、结论通过上述的介绍，我们可以了解到两轮平衡车的工作原理是基于倒立摆原理的。
两轮平衡车的应用场景
两轮平衡车的应用场景
近年来，两轮平衡车（也称为电动独轮车）因其小巧、轻便、易携带和环保等优点，受到了越来越多人的喜爱和追捧。
它的主要应用场景如下：
1.出行代步。
随着城市化进程的加快，人们日益感受到交通拥堵的烦扰，而传统交通工具的疲劳和费用也让人烦恼。
相比之下，两轮平衡车无需担心交通拥堵、无需消耗体力，一键启动即可畅游城市。
2.旅游观光。
旅游是很多人的爱好，而两轮平衡车是一款旅游观光的理想伴侣。
它小巧轻便，穿行于熙攘的人流中非常便捷。
此外，它还可以通过手机连接导航软件，帮助人们在城市和景区中寻找最佳路线和景点。
3.体育锻炼。
两轮平衡车不仅可以代步，还可以成为一种有趣的运动方式。
因为使用时需要身体前后左右的控制和平衡，所以它有一定的锻炼身体和提升平衡能力的作用，而这些都是人们日常生活中很重要的事情。
4.社交互动。
两轮平衡车不仅可以带给人们方便和乐趣，还可以成为一种社交工具。
当人们以两轮平衡车为媒介与他人交流时，就能够更轻松地建立起友谊和互动，增加彼此的交流机会。
总之，两轮平衡车是一种多实用功能和多场景的工具，无论是出行、旅游、体育锻炼还是社交互动，它都能为人们带来很多好处。
不过，使用时也需要注意安全问题，预防意外发生。
基于粒子滤波算法的自平衡两轮电动车设计与研究
（ ｃ ０
Ａｕ ｔ ｏ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘｉ ’ ａ ｎ ７ １ ０ ０ ７ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
陶 模 ，李 俨 ， 谢 兰 ，张 守旭
（ 西 北 工 业 大 学 自动 化 学 院 ，陕 西 西安 ７ １ ０ ０ ７ ２ ）
摘 要 ：智 能 自平衡 两轮 电动 车 是 典 型 的非 线 性 系统 ， 智 能 自平 衡 两轮 电 动 车 是 一 种 两轮 式 左 右 并 行 布 置 结 构 的 自平
第２ １ 卷 第 ２ １ 期
Ｖ０ ｌ ＿ ２１ Ｎｏ． ２１
电 子 设 计 工 程
Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ Ｄｅ ｓ ｉ ｇ ｎ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０ １ ３年 １ １ 月
ＮＯ Ｖ ．２ ０１ ３
基于粒 子滤波算 法的 自平衡两轮 电动 车设计与研 究
衡 系统 ， 要 在 各 种 状 态下 保 持 动 态平 衡 。采 用 超 声 波 、 陀螺 仪 传 感 器及 其 他 传 感 器 实现 增 稳 系统 。智 能 自平 衡 两 轮 电 动车是严 重非线性、 非 高 斯 系统 ， 传 统 滤 波 算 法 无 法 解 决 传 感 器 噪 声 问题 ， 粒 子 滤 波 是 一 种 基 于 Ｍｏ ｎ ｔ ｅ Ｃ ａ ｒ ｌ ｏ思 想 的 非线性 、 非 高 斯 系统 滤 波 算 法 ， 完 全 突破 Ｋ ａ ｌ ｍ ａ ｎ滤 波 理论 框 架 ， 它对 系统 的过 程 噪 声 和 量 测 噪 声没 有 任 何 限制 。
基于模糊PD的两轮自平衡车的设计
01 引言
03 研究方法
目录
02 文献综述 04 参考内容
引言
引言
两轮自平衡车是一种具有自主平衡能力的车辆，因其灵活便捷、节能环保等 优点而受到广泛。在当今社会，两轮自平衡车已成为短途交通工具的理想选择之 一。然而，其控制系统的设计一直是制约其发展的关键问题。因此，本次演示旨 在探讨基于模糊PD控制技术的两轮自平衡车的设计，以提高其稳定性和适应性。
内容摘要
总的来说，两轮自平衡车的直立控制是当前研究的热点问题。PD算法在直立 控制中表现出良好的性能，为相关领域的研究提供了有益的参考。然而，面对未 来发展的需求和可能的挑战，还需要在以下几个方面进行深入研究：
内容摘要
1）如何进一步提高PD算法在直立控制中的稳定性和鲁棒性？ 2）如何结合机 器学习算法，提升两轮自平衡车的智能化水平？ 3）如何解决两轮自平衡车在实 际应用中的复杂干扰和不确定性问题？
控制系统
控制系统
控制系统是两轮自平衡车的核心部分，它决定了车辆的稳定性和自主性。控 制系统主要由微控制器、传感器、执行器和电源等组成。微控制器是控制系统的 核心，它通过接收传感器信号并处理执行器的动作来实现车辆的自主控制。传感 器主要包括加速度计、陀螺仪和磁力计等，它们负责监测车辆的状态和位置信息。
2、在受到一定扰动时，两轮自平衡车仍能保持较好的稳定性。但是， 当扰动较大时，系统的鲁棒性会受到一定影响。
2、当扰动较大时，系统的鲁棒性有待进一步改善。
参考内容
内容摘要
两轮自平衡车是一种具有自主平衡能力的车辆，其直立控制是研究的关键问 题。本次演示将基于PD算法，探讨两轮自平衡车的直立控制，旨在为相关领域的 研究提供参考。
双轮平衡车发展历程
双轮平衡车发展历程双轮平衡车，也被称为电动平衡车或自平衡电动滑板车，是一种由两个轮子组成的个人交通工具。
它通过借助内置的电机和陀螺仪等传感器，实现了自动平衡和控制。
这种车辆的发展历程可以追溯到20世纪80年代末。
最早的双轮平衡车是由日本电子制造商Segway推出的。
Segway于2001年发布了他们的第一款平衡车产品，通过重心的转移实现了前进、后退和转弯等基本操作。
虽然这款车在技术上取得了突破，但由于高昂的价格和独特的外观，未能在市场上取得大规模的成功。
随着时间的推移，双轮平衡车的技术逐渐成熟，价格也逐渐降低。
此后，各家制造商纷纷推出了自己的平衡车产品。
其中，国内企业九号科技以其出色的产品质量和领先的技术水平在市场上脱颖而出。
他们于2014年推出的平衡车产品一经问世，就迅速风靡全球。
双轮平衡车的应用范围也逐渐扩大。
最初，它被广泛应用于公共交通领域中的短途代步，例如在大型展览馆、机场和商业购物区域等。
随着用户对便携出行工具的需求增长，一些企业开始将双轮平衡车推向个人消费市场。
这些产品通常拥有更小巧轻便的设计，适用于城市通勤和个人休闲娱乐。
近年来，随着新能源技术的发展和环保意识的增强，双轮平衡车也逐渐向电动化方向发展。
越来越多的平衡车产品使用环保的锂电池作为动力来源，从而减少了对传统燃油的依赖。
同时，一些企业还开始尝试将双轮平衡车与其他出行工具进行结合，例如与电动自行车、滑板车和智能手机等连接。
未来，双轮平衡车有望在智能交通领域发挥更重要的作用。
随着人工智能和自动驾驶等技术的进一步发展，双轮平衡车可能会与其他交通工具形成无缝连接，为人们提供更加方便、高效和环保的出行方式。
同时，随着用户需求的变化，平衡车的设计和功能也将不断创新，以满足不同人群的需求和喜好。
两轮平衡小车说明书
电气电子工程学院自主创新作品两轮平衡小车摘要两轮自平衡小车具有体积小、结构简单、运动灵活的特点，适用于狭小和危险的工作空间，在安防和军事上有广泛的应用前景。
两轮自平衡小车是一种两轮左右平衡布置的，像传统倒立摆一样，本身是一种自然不稳定体，其动力学方程具有多变量、非线性、强耦合、时变、参数不确定性等特性，需要施加强有力的控制手段才能使其保持平衡。
本作品采用STM32单片机作为主控制器，用一个陀螺仪传感器来检测车的状态，通过dvr8800控制小车两个电机，来使小车保持平衡状态，通过2.4G模块无线通讯进行遥控来控制小车运行状态。
关键词：智能小车；单片机；陀螺仪。
目录一．前言 (4)一．两轮平衡车的平衡原理 (4)2.1 平衡车的机械结构..........................................................................错误!未定义书签。
2.2 两轮车倾倒原因的受力分析 (4)2.3 平衡的方法 (5)三．系统方案分析与选择论证 (5)3.1 系统方案设计 (5)3.1.1 主控芯片方案 (5)3.1.2 姿态检测传感器方案 (6)3.1.3 电机选择方案 (6)3.2 系统最终方案 (7)四．主要芯片介绍和系统模块硬件设计 (7)4.1.STM32单片机简介（stm32rbt6） (7)4.2.陀螺仪传感器 (8)4.3．TB6612 (8)4.4．编码器 (9)4.5. 主控电路 (9)4.6 电机驱动电路 (10)五．系统软件设计 (11)5.1 PID概述 (11)5.2 数字PID算法 (12)5.3 PID控制器设计 (13)六．硬件电路 (14)七．制作困难 (15)八．结论 (16)九．参考文献 (16)一．前言应用意义。
自平衡车巧妙地利用地心引力使其自身保持平衡，并使得重力本身成为运动动能的提供者，载重越大，行驶动能也就越大，具有环保的特点(胡春亮等，2007)。
两轮自平衡电动车及其电机控制器设计
ＷＡＮＧ —ｕ ＸＵ ｎ Ｌｕｊ ｎ， Ｙｏ ｇ （ ｍｐ ｔｒＳ ｉｎ ｅａ ｄ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ｎ ｔｔ ｔ ， ｉｉ ｉｅ ｓｔ ｆ Ｅｌｃｒ ｎ ｃ Ｃｏ ｕｅ ｃｅ ｃ ｎ ｇ ｎ ｅｉ ｇ Ｉ ｓｉｕ ｅ Ｇｕ ｌｎＵｎ ｖ ｒｉｙ ｏ ｅ ｔｏ ｉ
Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ， ｉｉ ４ ０ ４ Ｇｕ ｎ ｘｉ Ｃｈ ｎ ） ｃ ｎ ｌ ｇ Ｇｕ ｌｎ ５ １ ０ ， ａ ｇ ， ｉ ａ Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｅ ｉｎ ｏ ｗｏ ｗｈ ｅｅ ｅｆｂ ｌｎ ｉｇ ｅｅ ｔｉ ｖ ｈｃｅ ｗａ ｉ ｅ ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｔ ｅ ｒ ｆｉｖ ｒｅ ｅ — ｓｒ ｃ ： ｄ ｓｇ ｆｔ — ｅ ｌｄ ｓ ｌ ａａ ｃｎ ｌｃｒｃ ｅ ｉｌ ｓｇｖ ｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｈ ｏ ｙ ｏ ｅ ｔｄ ｐ ｎ ｎ
结 构 ， 以承 载站 立在 车体 平 台上 的驾 驶 者 ， 保 可 在
持 平衡 的状 态下 在 多种路 面 上行 驶 。两轮 自平 衡
体 的左 右两端 ， 载 人时 重心 在 双轮 轴 心正 上方 ， 且 所 以它相 当于 一个 倒立 摆 ， 不稳 定 体 ， 是 车体 总是 要 向前 或向后倾倒 。当检测到车体 向前倾 斜时 ， 通 过让 电机 加速旋转来产 生一个 向前 的加速 度 ， 这个
摘 要 ： 轮 自平 衡 电动 车 的 平 衡 原 理 源 自倒 立 摆 模 型 ， 研 制 两 轮 自平 衡 电 动 车 设 计 了一 套 两 轮 自平 衡 两 为 电动 车 的方 案 ， 采 用 ＭＣ ３ ３ 并 ３ ０ ５和 Ｐ Ｃ ８ ４ ８ Ｉ １ Ｆ ５０为 主 控 芯 片 为 两 轮 自平 衡 电 动 车 设 计 了 一 个 电机 控 制 器 ， 通 过 实 验 样 车 和控 制 器 电路 的设 计 、 作 和 实 测 实 验 ， 果 表 明 样 车 和 控 制 器 设 计 均 结 构 简 单 、 制 性 能 良好 ， 制 结 控 能够 满 足 两 轮 自平 衡 电 动 车下 一 步 的研 究 使 用 要 求 。 关键 词 ： 轮 自平 衡 电 动 车 ； 刷 直 流 电机 ； 制 器 两 无 控
两轮自平衡小车的设计与实现
两轮自平衡小车的设计与实现一、本文概述随着科技的飞速发展，智能化、自主化已经成为现代机器人技术的重要发展方向。
两轮自平衡小车作为一种典型的动态稳定控制机器人，其设计与实现技术对于推动机器人技术的进步具有重要意义。
本文旨在深入探讨两轮自平衡小车的设计理念、实现方法以及关键技术，为相关领域的研究者和爱好者提供有益的参考。
本文将首先介绍两轮自平衡小车的基本概念和原理，阐述其动态稳定控制的基本思想。
随后，将详细介绍两轮自平衡小车的硬件设计，包括电机驱动、传感器选型、控制器设计等关键部分，并阐述各部件之间的协同工作原理。
在此基础上，本文将重点探讨两轮自平衡小车的软件实现，包括平衡控制算法、运动控制算法以及人机交互界面设计等。
本文还将对两轮自平衡小车的性能优化和实际应用进行深入分析，探讨如何提高其稳定性、响应速度以及续航能力等问题。
本文将对两轮自平衡小车的发展趋势和前景进行展望，为相关领域的研究和发展提供有益的参考。
通过本文的阐述，读者可以全面了解两轮自平衡小车的设计与实现过程，掌握其关键技术和应用方法，为推动机器人技术的发展做出贡献。
二、两轮自平衡小车的基本原理两轮自平衡小车，又称作双轮自稳车或双轮倒立摆，是一种基于动态稳定技术设计的个人交通工具。
其基本原理主要涉及到力学、控制理论以及传感器技术。
两轮自平衡小车的稳定性主要依赖于其独特的力学结构。
与传统三轮或四轮的设计不同，双轮自平衡小车只有两个支撑点，这意味着它必须通过动态调整自身姿态来维持稳定。
这种动态调整的过程类似于杂技演员走钢丝，需要精确的平衡和快速的反应。
实现自平衡的关键在于控制理论的应用。
两轮自平衡小车通常搭载有先进的控制系统，该系统通过传感器实时监测小车的姿态（如倾斜角度、加速度等），并根据这些信息计算出必要的调整量。
控制系统随后会向电机发送指令，调整小车的运动状态，以保持平衡。
传感器在两轮自平衡小车中扮演着至关重要的角色。
常见的传感器包括陀螺仪、加速度计和角度传感器等。
两轮自平衡小车毕业设计
两轮自平衡小车毕业设计04161120(总24页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除两轮自平衡小车的设计摘要最近这几年来，自平衡电动车的研发与商用获得了快速发展。
自平衡车具有体积小，运动十分灵活，便利，节能等特点。
本文提出了一种双轮自平衡小车的设计方案，机械结构采用了双轮双马达驱动；控制主要采用的是反馈调节，为了使车体更好的平衡，使用了PID调节方式；硬件上采用陀螺仪GY521 MPU-6050来采集车体的旋转角度以及旋转角加速度，同时采用了加速度传感器来间接测量车体旋转角度。
采用意法半导体ST 公司的低功耗控制器芯片stm32作为主控，采集上述传感器信息进行滤波，分析等操作后进而控制马达的驱动，从而达到反馈调节的闭环，实现小车的自动平衡。
系统设计，调试完成后，能够实现各个功能部件之间协调工作，在适度的干扰情形下仍然能够保持平衡。
同时，也可以使用手机上的APP通过蓝牙与小车通信控制小车的前进和后退以及转弯。
关键词：自平衡小车陀螺仪传感器滤波 APPDesign of Two-Wheel Self-Balance VehicleAbstractIn the last few years, with the development of commercial self balancing electric vehicle was developed rapidly. Self balancing vehicle has the advantages of small volume, the movement is very flexible, convenient, energy saving etc.. This paper presents a two wheeled self balancing robot design, mechanical structure adopts double motor drive; controlled mainly by the feedback regulation, in order to make the balance of the body better, with the PID regulation; hardware using gyroscope GY521 mpu-6050 to collect the rotation angle of the car body and the rotation angle acceleration. At the same time, acceleration sensor to measure indirectly body rotation angle. St, the low power consumption controller STM32 chip used as the main control, collecting the sensor information filtering, analysis backward and control motor drive, so as to achieve close loop feedback regulation, the realization of the car automatic balance. System design, debugging is completed, the coordination between the various functional components can be achieved, in the case of moderate interference can still maintain a balance. At the same time, you can also use the APP on the mobile phone with the car to control the car's forward and backward and turning.Key Words: Self balancing car gyroscope sensor filter APP目录1.绪论 0研究背景与意义 0自平衡小车的设计要点 0整体构思 0姿态检测系统 0控制算法 (1)本文主要研究目标与内容 (1)论文章节安排............................................... 错误!未定义书签。
两轮平衡车原理
两轮平衡车原理
平衡车是一种基于动态稳定原理的个人代步工具，能够保持垂直方向的平衡状态并进行前后移动。
其工作原理主要包括两个方面，即倾角检测与动力控制。
1. 倾角检测：平衡车内置了一种倾角传感器，通常为陀螺仪或加速度计。
这些传感器能够感知平衡车倾斜的角度，并将倾斜角度的信息传输给控制系统。
2. 动力控制：平衡车根据倾斜角度的信息，通过内置的控制系统来实现动力控制。
控制系统可以分为三个主要组件：计算器、电机和电池。
- 计算器：计算器是平衡车控制系统的核心，它接收倾斜角
度传感器的信息，并进行实时计算和分析。
根据计算结果，计算器会发送指令给电机进行相应的调整。
- 电机：平衡车通常配备两个电机，分别安装在车轮上。
电
机可以根据计算器的指令来实现动力调整，以保持平衡状态。
当平衡车倾斜时，电机会自动调整转速，使车身回到平衡状态。
- 电池：平衡车使用电池作为动力源，通过供给电机所需的
电力来推动车轮。
电池的电能可以通过外部电源进行充电。
在平衡车的操作过程中，倾角检测和动力控制不断地进行反馈循环，使得平衡车能够自动调整车身姿态，达到平衡状态。
当用户倾斜身体或调整重心时，倾角传感器会检测到角度变化，
并将这个信息传输给计算器。
计算器会根据倾角传感器的数据来判断是否需要对电机进行调整，以使平衡车保持稳定。
总的来说，两轮平衡车利用倾角检测和动力控制的原理，实现了自动平衡功能。
这使得人们能够轻松地操纵平衡车进行代步或娱乐。
两轮自平衡电动车原理
两轮自平衡电动车原理
自平衡电动车是一种基于动力学原理的交通工具，通过内置的陀螺仪、加速度传感器等感知装置感知车身的倾斜角度和变化，然后根据这些数据控制电机输出的力矩，以实现车身的平衡。
在正常行驶过程中，当车身倾斜时，陀螺仪和加速度传感器将感知到这一变化，传输给车辆控制系统。
车辆控制系统通过分析这些数据，计算出平衡车身所需的力矩大小和方向，并通过电机控制器调整电机的输出。
如果车身前倾，控制系统将相应增加电机输出的力矩，使车身恢复平衡；如果车身后倾，控制系统将减小电机输出的力矩。
通过不断地调整电机的输出力矩，控制系统可以保持车身在平衡状态。
为了实现平衡，自平衡电动车通常采用双轮设计。
双轮之间通过一个转动机构相连接，使得两个轮子能够同时受到力矩的调控。
当车身倾斜时，转动机构会自动调整两个轮子的转速和方向，使得车身恢复平衡。
同时，转动机构还可以根据车辆的前进或后退指令，控制两个轮子的转速不同，以实现车辆的前进或后退。
除了陀螺仪和加速度传感器，自平衡电动车还会配备其他感知装置，如压力传感器、速度传感器等，用于感知车身的压力分布和速度变化，从而更精确地控制车辆的平衡。
此外，车辆控制系统还可以根据用户的操作指令，调整电机的输出力矩，实现转弯、加速、刹车等动作。
总之，两轮自平衡电动车通过感知车身倾斜角度和变化，并根
据这些数据控制电机输出力矩，以实现车身的平衡。
这种基于动力学原理的控制方式，使得自平衡电动车能够在无人驾驶或人机协同驾驶的情况下稳定地行驶。
自平衡双轮车
双轮自平衡小车由机械系统和电气系统组成。 机械系统如图所示：
速度传感器 Arduino主板 速度传感器 电机 电源 车轮
其各部分关系如图所示： 控制 提供电源 驱动
电气系统是实现控制的核心。 其构成如图：
控制端通过远程蓝牙通信模 块和电位器调节PID参数，对小 电位器 车的运动状况进行实时调节， 显示屏上可显示出小车的速度， Meg2 角加速度以及PID参数等数据！ 56扩 当然，通过按钮也能够控制 展板 小车的运动方向！
主机蓝牙 六轴 陀螺 仪
Nokia5110 显示屏
按键
从机 蓝牙 模块
Arduino
方向控制 PID控制
调整参数
信号发送通讯
自平衡小车的原理：
自平衡小车自动平衡运作原理主要是建立在一种被称 为“动态稳定”（Dynamic Stabilization）的基本原理 上，也就是车辆本身的自动平衡能力。 当处于平衡态的小车受到干扰或者运动指令时，破坏 了原有的的平衡时，其内置的精密六轴陀螺仪（SolidState Gyroscopes）迅速判断车身所处的姿势状态以及角 度偏差等，透过精密且高速的中央微处理器计算出适当的 指令后，驱动两个步进马达的转速和旋转方向，来做到快 速准确地重新达到平衡的效果。
通过 蓝牙 传给 从机 显示 传送 信息
调定参数
现阶段进度：
我们已经熟悉各个元件要实现的功能、原理和使用方法！ 并且已经实现了利用高低电平的切换来控制电机的正反转； 也可以利用角度传感器将电机在前进或者其他运动或静止 时的直立状态和平衡状态检测出来；同时，我们还实现了 通过蓝牙的无线传输来实现无线的主从机模块的通讯；至 于远程控制端，已经能够实现各种参数实时显示在显示屏 上，并随时进行调整和控制，以便于我们更好地控制和调 整电机每时每刻的平衡。
两轮机器人自平衡研究
2、陀螺仪的基本部件
• 陀螺转子(常采用同步电机、磁滞电机、三相交流 电机等拖动方法来使陀螺转子绕自转轴高速旋转， 并见其转速近似为常值) • 内、外框架(或称内、外环，它是使陀螺自转轴获 得所需角转动自由度的结构) • 附件(是指力矩马达、信号传感器等)
3、陀螺仪的特性
• 定轴性：当陀螺转子以高速旋转时，在没有任何 外力矩作用在陀螺仪上时，陀螺仪的自转轴在惯 性空间中的指向保持稳定不变，即指向一个固定 的方向；同时反抗任何改变转子轴向的力量。
两轮自平衡机器人控制
（1）机器人速度控制： 车模运行速度是通过控制车轮速度实现的 （2）机器人方向控制 ①道路电磁中心线的偏差检测 ②电机差动控制 （3）车模倾角测量 ①加速度传感器 ②角速度传感器-陀螺仪
三、加速度计（accelerometer）
测量运载体线加速度的仪表。测量飞机过载的加速 度计是最早获得应用的飞机仪表之一。飞机上还常 用加速度计来监控发动机故障和飞机结构的疲劳损 伤情况。在各类飞行器的飞行试验中，加速度计是 研究飞行器颤振和疲劳寿命的重要工具。在飞行控 制系统中，加速度计是重要的动态特性校正元件。 在惯性导航系统中，高精度的加速度计是最基本的 敏感元件之一。
就是这样，卡尔曼滤波器就不断的把covariance递归， 从而估算出最优的温度值。他运行的很快，而且它 只保留了上一时刻的covariance。上面的Kg，就是卡 尔曼增益（Kalman Gain）。他可以随不同的时刻而 改变他自己的值，是不是很神奇！
4、卡尔曼滤波器的五大公式
X(k|k-1)=A X(k-1|k-1)+B U(k) ……….. (1)
3、倒立摆系统Inverted Pendulum System
倒立摆系统是控制系统的一个重要的分支和典型的 应用，实际上它可以理解成在计算机的控制下，通 过对系统各种状态参数的实时分析，使系统在水平 方向或垂直方向上的 位移和角度（角速度 ）的偏移量控制在允 许的范围以内，从而 使系统保持平衡。右 图为倒立摆模型：
两轮电动车简介演示
确保车灯、转向灯等照明装置正常工作，提 高行车安全性。
遵守交通规则
遵守交通信号灯
遵守红绿灯、黄灯信号，不闯红灯，避免发 生交通事故。
礼让行人
遇到行人过马路时，主动礼让行人，展现文 明骑行的风采。
不逆行、不闯红灯
在规定车道内行驶，不逆行、不闯红灯，维 护交通秩序和安全。
停车规范
在指定区域停放车辆，不乱停乱放，避免影 响他人通行和市容市貌。
运营成本低
电动车的充电成本通常低于燃油成本，且维护成本也相对较 低，为消费者节省了大量费用。同时，由于电能的价格相对 稳定，不受国际油价波动影响，进一步降低了运营成本。
01
两轮电动车的结构与工作 原理
主要结构
车架
电动机
电池
控制器
车轮和轮胎
两轮电动车的车架是其 主要的承载结构，一般 由钢材或铝合金制成， 具有足够的强度和刚度 ，以承受道路行驶中的 各种力和振动。
现代化阶段
进入21世纪，两轮电动车集成了更 多先进技术，如锂电池、智能控制 系统等，使其成为现代城市出行的 重要方式。
市场现状
市场规模
随着消费者对环保、便捷交通方式的 需求增加，两轮电动车市场规模持续 扩大。
竞争格局
市场上存在众多品牌，如小牛、九号 、雅迪等，它们各自在技术、设计、 价格等方面具有竞争优势。
多样化、个性化产品将成趋势
为满足不同消费者的需求，未来两轮电动车产品 将呈现出多样化、个性化的特点。
3
智能化、电动化融合发展
随着技术的发展，未来两轮电动车将更加智能化 ，同时电动化程度也将不断提升，为用户提供更 加便捷、环保的出行体验。
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平衡电动车的原理
平衡电动车的原理
平衡电动车的原理是基于重心的控制和动态稳定性的原理。
这种车辆通常由一个嵌入在车体内部的陀螺仪感应器组件来感知车体的倾斜情况。
当车体开始倾斜时，陀螺仪将探测到倾斜角度的变化，并将这一信号传递给控制单元。
控制单元接收到陀螺仪传来的信号后，会通过电机控制系统调整车辆的速度和方向。
具体来说，当车辆向前倾斜时，控制单元将提高后轮电机的功率，使车辆加速向前，重心回归中立状态。
相反，当车辆向后倾斜时，电机的功率将降低，使车辆减速并恢复平衡。
此外，平衡电动车还配备了脚踏传感器和转向传感器。
脚踏传感器可感知骑行者踩踏力度的变化，并根据骑行者的动作调整车辆的速度和加速度。
转向传感器会监测骑行者的转向动作，使控制单元能够准确控制车辆的转向。
通过这些传感器和控制单元之间的协调作用，平衡电动车能够实现稳定的行驶和操控。
值得注意的是，平衡电动车不仅仅依赖于传感器和电机的控制，骑行者本身对车辆的平衡和动作控制也是非常重要的。
骑行者的动作会通过传感器传递给控制单元，进而控制车辆的行进。
因此，骑行者需要具备良好的平衡感和对车辆的操作熟练度。
总而言之，平衡电动车的原理是通过陀螺仪感应器、控制单元、电机和传感器之间的协同作用，以及骑行者的平衡和控制动作来实现车辆的平衡和稳定。
这种原理保证了电动车在骑行过程中的安全和舒适性。
亿能ev05均衡教程
亿能ev05均衡教程
亿能EV05是一款电动自平衡车，学习如何骑行它需要一些时间和耐心。
以下是一些基本的均衡教程：
1. 穿着适合的服装和鞋子，保持身体平稳，双脚分开站在车上。
2. 右脚向前，左脚向后，相距与肩同宽，保持身体平衡。
3. 按下电源开关，将两个脚轮子控制在同一水平面上，同时您可以使用一根手柄来控制方向。
4. 逐渐向前倾斜身体，直到感到车子开始前行，同时双手握住手把，保持平衡。
5. 当想要停下时，身体要慢慢向后倾斜，同时尽量保持极稳的姿势。
6. 当您学会了基本的平衡后，可以通过转动手柄来调整方向。
7. 练习越多，身体的平衡感和对车子的掌控能力会越来越好。
在您练习时，最好找一个平整、宽阔的场地，如空旷的停车场或者草坪。
同时，保护好头部和手腕，可以戴上安全头盔和手套。
建议进行适当的训练，并且不要在太高的速度下骑行，避免激烈的转向。
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率高达 ９ ５ ％ 以上 ， 而且振动小 、 噪音低 、 节 能高 、 选用优 质段 钢材料 ， 钢性铸铁箱体 ， 齿轮 表面经 过高 频热处 理 。节省 空 间， 可靠 耐用 ， 承受过 载能力 高 ， 经 过精 密加工 ， 确 保定位 精 度， 扭矩大。电机驱动模块采用大功率 ＭＯ Ｓ管 ， 由于电机 的 功率大 ， 需要 的电流大 。电机 的转 动通过 Ｐ Ｉ Ｄ控 制算法 ，
动力能源 ， 并可 以反复充 电使 用 ， 大大减少 了对 环境 的污染 。
转弯半径 为零 ， 在小 空 间范 围 内可 以灵 活 运 动。无刹 车 系
统， 由Ｃ Ｐ Ｕ 自动给出正反转力矩 ， 从 而达 到快速稳 定的刹 车 效果 。 控制极其 方便 ， 前进后退 自如。两轮 自平衡 电动车是 一 个高度不稳定 的系统 ， 其 动力学 方程是 一多 变量 、 严重 不稳
节能 、 环保 的方 向发展 ， “ 电动 车” 正 是在这 个背景 下孕育 而
生并为人们所 熟识。据不完 全统计 ， 我国的电动车保有量 已 超过 １ ． ２亿辆 ， 是增 长速度最快的交通工具 。随着石 油储量 的不断减少和 人们 环保意 识 的增强 ， “ 电动 车 ” 无 疑将 成 为 未来交通工具 的主力军 。就 目前而言 ， 电动 车的种类 主要有 电动 白行车 、 电动摩托车和 电动汽车 。由于电动 机制 造水平 的提高 ， 尤其 是大功率直 流无刷 电动机 制造工 艺 的成熟 ， 带
研究 。
２ 系统 总体 设计 方 案
两轮 自平衡 自动车 采用 Ａ Ｖ Ｒ Ａ ｔ ｍ ｅ ｇ ａ ｌ ６芯 片作 为 主控 制芯片 ， 选择外部 １ ６ ＭＨ ｚ晶振， 使用 Ｊ Ｔ ＡＧ仿 真器进行 实 时仿 真与调试 ； 采用 Ｌ Ｃ Ｄ １ ６ ０ ２显示 转弯 角度 传感 器测 量 的 动态 角度和角速度 ， 为了让调试 的过程 中更加直观。动态 角 度和角速度的测量通过陀螺仪测量角速度 ， 三轴加速度计 测 量 角度。由于平衡车是运动 的， 所 以三轴加 速度 计测量 的角
２ ０ １ ４ 年第５ 期
文章编号 ： １ ６ ７ ４ ． ４ ５ ７ ８ （ ２ ０ １ ４） ０ ５ — ０ ０ ２ １ ． ０ ３
山西 电子技 术
应 用 实践
两轮 自平衡 电动 车
马 立 华
（ 太原科技 大学 ， 山西 太原 ０ ３ ０ ０ ２ ４ ）
摘 要： 分析 了测 量角度 和角速 度传感器的选择 ， 通过 Ａ ｔ ｍ ｅ ｇ ａ ｌ ６单 片机 多路 信号 Ａ Ｄ采集 陀螺仪和 加速度 计 的信号 ， 经过 Ｋ Ｍ ｍ ａ ｎ滤波算法计 算动 态的 角度 和 角速 度 ， 通过 Ｌ Ｃ Ｄ１ ６ ０ ２显 示 角速度 和 角度 的值 、 转 向值。利 用 Ｐ Ｉ Ｄ控制算 法控 制 自平衡 车的平衡 状 态， 使 车体在平衡位置稳 定。利 用大功率 Ｍ Ｏ Ｓ管设计驱 动 电路 ， 通过 单 片机 有效地控制 电机 的转速、 电机 的转向 ， 从而有效地控制 自平衡 车的前进 、 后 退及 转弯功能。
关键词 ： Ａ Ｔ ｍ ｅ ￣１ ６ ；Ｋ ａ ｌ ｍａ ｎ滤 波 ；Ｐ Ｉ Ｄ；ＭＭＡ ７ ２ ６ ０ ；Ｅ Ｎ Ｃ ￣３ ＭＢ
中图分类号 ： Ｕ ４ ６ ９ ． ７ ２ ； Ｔ Ｐ ２ ７ ３
文献标识码 ： Ａ
ｌ 研 究意 义
随着科学 技术水平 的不 断进 步 ， 交通 工具 正朝着 小型 、
实现两轮车的 自平衡状 态 。系 统简 易硬件 结构 框 图如 图 １
所示 。
Ｌ Ｃ Ｄ Ｉ ６ ０ ２ 显示 模块
受 。两轮 自平 衡电动车仅靠两个轮子支撑 车体 ， 采用 蓄电池 提供 动力 ， 由电动机 驱动 ， 采用微 处理 器 、 姿态感 知 系统 、 控 制算法及 车体机械装、 加 速、 减速 、 停止等功能 。 两轮 自平衡 车主要是绿 色环 保。 电动车使 用 电池作 为
车—— 两轮 自平衡 电动车 。它是一种新 型的交 通工具 ， 它一 改 电动 自行 车和摩托车车轮前后排列方式 ， 而是采用两 轮并
排 固定 的方式 ， 这种 结 构将 给人 们带 来 一种 全新 的驾驭 感
自平衡车 向左转 弯 ， 可 以实现原地转弯 。电机采用直 流减速
电机 ， 主要是因为直流减速 电机能耗低 、 性 能优越 、 减 速机效
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４— ０ ６— ２ ３
两轮 自 平 衡车的直立是通过负反馈来实现 的， 但是两轮
自平衡车 的直 立相 对木棒的直立是相对简单 的， 木棒 的直立 是二 维的而 自平衡车有 两个 轮子着地且 直立 是一 维 的。所
２ ． １ 车模直立控 制方 案
性， 因此 ， 两轮 自平衡 电动 车作 为一个 具体 的复杂系统 ， 给控 制 理论提出 了很大 的挑 战， 是检验各种控制方法处 理能力 的 典 型装置 。两轮 自平衡 电动 车作 为一种研究装置 ， 可进行不 确 定性 系统控制 、 非线性系统控制 、 自适应 控制 、 智 能控制等
动了 电动 自行车和 电动摩 托车行业的飞速发展 。同时 ， 人们 也根据 两轮 自平衡机器人工作原理 ， 设计 出了一些新式 电动
度里 面参 杂动态角度 ， 最终通过卡尔曼硬件 融合 电路 精确地
测量 出动态的角度和角速度 。转 向模块采用高精度 电位器 ，
当手把 向右偏转 时 ， 两轮 车 向右转 ， 当手把 向左偏 转 时两轮
釜 量 联 模 块 ｒ — １ 单 片 机 ｌ １ 张 模 块
直 流 电机驱动 模块
定、 耦合 、 时变 、 参 数不确定 性 的非 线性 高 阶方程 ， 加上 运动
学方程 中的非完整性约束 ， 要求完成 的控 制任 务也具有多重
图１ 系统 简 易 硬 件 结 构 框 图