两轮平衡小车说明书

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佑意平衡车说明书

佑意平衡车说明书
平衡车踏板中间有两个指示灯，一个是状态指示灯，另一个是电池指示灯，当电池灯绿灯闪烁时，说明车子快没电，需要充电；当电池灯亮红色时，表示车子已经没电且必须充电，如果这个时候继续使用车子，突然断电的话会非常危险；当状态指示灯亮起车子也无法使用，可能是系统紊乱，需要恢复系统。

恢复系统步骤:首先，将平衡车关机后放在平稳的地方，对齐左右踏板后长按开机键，当车体照明灯闪烁6下之后，关掉平衡车，之后再将平衡车重新开机，平衡车系统即恢复正常。

启动平衡车：提示音后，抬起一只脚轻踏在踏板中央；车体处于平衡状态后，迅速踏上另一只脚；保持重心位于人体正中间；身体放松，保持基本稳定20秒。

前进：小幅度地前倾身体来控制体感车。

减速停车：身体回到直立状态或重心轻微向后。

转向：减速后根据转向需要控制身体左右小幅度倾斜。

下车：减速停车，保持车辆基本静止，单脚向后迈下车，另一只脚迅速离开脚踏。

双轮自平衡小车

主要用到稳压芯lm2596 能够将7-12V 之间的输入电压转化为5V的输出电压。

每通道输出最高1.2 A的连续驱动电流，启动峰值电流达2A/3.2 A(连续脉冲/单脉冲); 4种电机控制模式：正转 /反转/制动/停止; PWM支持频率高达 100kHz; 待机状态;片内低压检测电路与热停机保护电路工作温度：20-85℃ SSOP24小型贴片封装
float
最终确定P=20,D=0.011.
mpu6050
光码盘 32单片机控制模块
蓝牙
电机驱动
优点：
角度测量与角加速度
测量于一体。
输出为数字信号，便
于储存和传输。
测量范围大，反应快。
mpu60 50
工作模式：主从机模供电电压：3.3-3.6V 通讯距离：8-10M
HC-06
0 0 1 AIN2 0 1 0 停止正转反转
真值表： BIN1
0 0 1 BIN2 0 1 0 停止正转反转
A01、AO2接电机1的两 B01、BO2接电机2的
个脚
两个脚
功能描述：角度环控制函数
void
AngleControl(void) { g_fCarAngle = Roll - CAR_ZERO_ANGLE; g_fAngleControlOut = g_fCarAngle * g_fCarAngle_P + \gyro[0*g_fCarAng}le_D} 功能函数：速度环控制函数 void SpeedControl(void) g_fCarSpeed = (g_s32LeftMotorPulseSigma+ g_s32RightMotorPulseSigma ) * 0.5 ; g_s32LeftMotorPulseSigma = g_s32RightMotorPulseSigma = 0;

平衡车使用说明书

平衡车使用说明书使用说明书尊敬的用户，感谢您购买我们的平衡车。

为了确保您的安全和良好的使用体验，请仔细阅读本使用说明书并按照指示操作。

在使用平衡车之前，请确保已经了解了以下内容。

1. 安全注意事项1.1 请在安全环境下使用平衡车，并避免在交通繁忙或人流密集的地方骑行。

避免在坡度过大或不平整的地面行驶。

1.2 在学习和熟悉平衡车之前，建议您佩戴合适的安全头盔、护膝、护肘套等防护设备。

1.3 请勿在下雨、积水或泥泞地面使用平衡车，以避免电路短路或影响车辆性能。

1.4 平衡车不适用于12岁以下儿童，不推荐69岁以上老年人使用。

对于其他使用者，请确保具备基本的平衡能力和驾驶技巧。

1.5 不要在运输途中大幅度摇晃或倒置平衡车，避免造成意外伤害或损坏。

2. 平衡车操作指南2.1 激活和关闭平衡车激活平衡车：按住电源按钮，等待车辆启动并听到提示音后，松开按钮。

关闭平衡车：长按电源按钮直至车辆关闭。

2.2 上下车上车：面向车辆，站在平衡车两侧，双手握住车把手，将一只脚轻轻放在车辆上，保持平衡后迅速将另一只脚也放上。

下车：将一只脚先行下车，再轻轻将另一只脚放下。

2.3 前进和后退前进：身体保持直立，轻微前倾，两脚分开放置在平衡车两侧，稍稍向前移动身体，平衡车将前进。

后退：身体保持直立，轻微后倾，略微向后移动身体，平衡车将后退。

2.4 转弯左转弯：身体稍稍向左倾斜，右脚稍微向前移动，左脚略微向后移动。

右转弯：身体稍稍向右倾斜，左脚稍微向前移动，右脚略微向后移动。

3. 平衡车维护保养3.1 定期检查请定期检查平衡车的外观是否有明显磨损、故障或损坏。

特别是车轮、车把手、电池等部件，如有异常应立即联系售后服务人员。

3.2 充电使用原装充电器对平衡车进行充电，充电时间一般为2-3小时。

请勿使用不符合规格的充电器，以免损坏电池或导致安全问题。

3.3 清洁使用柔软的湿布轻轻擦拭平衡车的表面，避免使用任何带有腐蚀性或研磨性成分的清洁剂。

风行者-自平衡两轮车设计说明

“风行者”-自平衡两轮车设计说明图1.“风行者”-自平衡两轮车设计草图“风行者”自平衡两轮车不仅是交通工具，还是一个新概念的健身器材。

“风行者”-自平衡两轮车内部有一个跑步踏板,驾驶者可以在踏板上行走或者跑步,车子根据驾驶者的步速调整车速。

图2.内部踏板驾驶者可以通过车内的交互系统设置速度差比例。

最高可设置10倍速度差，例如人步行每小时5公里，如果设置5倍速度差，“风行者”将以每小时25公里的时速前进。

如果设置10倍速度差，“风行者”将以50公里每小时的速度前进。

由于安全的因素，“风行者”最高可以设置10倍速度差比例。

图3.通过车内交互系统设置速度差由于“风行者”采用了与传统的车辆完全不同的驾驶方式，因此车辆的转弯需要依靠驾驶者的身体语言来控制，在奔跑的过程中驾驶者通过倾斜身体来控制车子行进的方向，“风行者”监测到身体倾斜的角度后通过电脑控制车辆的转弯方向和角度。

“风行者”没有传统车辆的转弯结构，转弯是依靠两个车轮的旋转方向和旋转差速实现车辆转弯。

图4.方向控制示意图“风行者”利用人类走路或者跑步时的平衡模式原理，使车仓在运动模式下保持空间平衡。

“风行者”在驾驶者驾驶过程中全程监测驾驶者身体状态。

一旦发现驾驶者身体出现意外状况，就会自动接通医院急救电话和驾驶者的亲属，并告知其原因和地点。

并自动将车辆安全停靠到安全地带，等待救援人员到来。

图5.安全实时监控“风行者”采用电能作为动力能源。

可以采用家庭交流电和加电站为“风行者”充电。

“风行者”采用快速充电技术，可以在极短的时间内为“风行者”充满电能。

另外“风行者”可以将驾驶人员跑步所产生的的能量转为电能，使资源利用最大化。

图6.充电示意图当驾驶人员疲惫后，但又没有到达目的地，“风行者”可以切换为自动驾驶模式，弹出隐藏的座椅。

并根据设定好的目的地自动识别路线，自动避让车辆，将驾驶者安全快速的送达到目的地。

图7.隐藏式座椅由于“风行者”独特的车身结构，无法采用传统车辆“车轴”式的模式。

两轮平衡车说明书

有关安全的几点说明
本车严禁未成年人使用请自觉遵守当地交通管理条例驾驶时必须佩戴头盔以及护套购买本车后请认真阅读本《用户手册》所描述的有关驾驶指引。如因未按照上述说明操作发生意外，本公司一概不负责，请谨慎驾驶。当然，将所有与操作及保养双轮平衡车平衡车有关的危险逐一列举出来是不现实的，也是不可能的。因此，仍需您本人做出及时准确的判断，请随时留意自身以及他人的安全。本手册包含重要的安全信息---请仔细阅读。
加速或减速。
三、双轮平衡车的启动
4
1．一只手扶住转向杆，使踏板保持水平，打开电源开关，面板上液晶电量板常亮按百分比的电量显示，启动完毕（如图 2，3，4），然后双手紧握双轮平衡车手柄（如图 5）。
图2
图3
图4
图5
2. 错误的启动操作由于双轮平衡车会把当前踏板平面位置作为初始位置设定，所以踏板不平的话，人站
体感平衡车用户手册
欢迎使用
本《用户手册》做为双轮平衡车出售时，应将其随车一并交付用户。本《用户手册》适用于本公司生产的所有双轮平衡车产品系列。由于产品有不同系列，某些功能与您所购买的产品系列会有差异，属于正常情况。本手册中所包含的内容及技术规格在被许可印刷时均视为有效。但是，我司保留随时终止
上去比较困难的，初始平面位置可以通过关闭电源开关，调整，再次启动电源开关以达到最佳使用状态。
3.正确启动如下：车体启动前必须保持水平。图 6
5
图6
四、双轮平衡车遥控器的功能及模式切换
1.正常启动打开电源开关，打开电源，嘀一声，液晶电量板按百分比的电量显示，100%表示满电， 50%
要及时充电。踩上踏板，双轮平衡车立刻启动平衡进入工作状态，这时平衡车的转向较灵敏，最高限速 18KM/H。

双轮自平衡小车

项目名称：两轮自平衡小车本设计采用微控制器，通过软件滤波和自动控制理论算法使得小车达到平衡状态。

系统的传感器采用角度传感SCA61T，和陀螺仪采集小车车身的水平状态值和小车的加速度值。

并且采用了LM298双桥大功率集成驱动芯片来驱动电机，无线遥控来控制小车的数据传输。

依靠这些可靠的硬件设计，使用PID 闭环控制算法和卡尔曼滤波算法，使得整个硬件结构和软件系统能顺利匹配。

从而使得小车能保持直立自平衡状态。

详细介绍：单轴两轮自平衡小车系统设计说明书摘要：本设计采用ATMEL公司推出的MEGA 16 单片机作为“双轮直立自平衡小车”的微控制器，用以处理任意时刻传感器的数据；通过软件滤波和自动控制理论算法使得小车能够在任意时刻进行自我调整以达到平衡状态。

该系统的传感器采用角度传SCA61T，和陀螺仪采集小车车身的水平状态值和小车的加速度值。

并且采用了LM298双桥大功率集成驱动芯片来驱动...(查看更多)电机，无线遥控来控制小车的数据传输。

依靠这些设备和可靠的硬件设计，我们使用了一套PID 闭环控制算法和比较稳定的卡尔曼滤波算法，使得整个硬件结构和软件系统能顺利匹配。

从而使得我们的小车能保持直立自平衡状态。

关键词：微控制器卡尔曼滤波 PID闭环控制一、总体设计方案（1）设计思路题目要求设计并制作一个单轴两轮自平衡小车。

对于小车能保持平衡，直立行走。

系统应该设置有测量倾角和加速度的模块。

可以采用角速度传感器和陀螺仪测量出小车的倾角和加速度，并把数据传送给单片机处理。

经过单片机处理数据和进行相应的补偿后，通过控制电机从而使小车保持在平衡状态。

系统硬件结构（2）方案论证与比较1.微控制器选型方案一：采用目前市场比较主流性能稳定价格低廉的AT8952单片机，AT8952单片机内部资源8K字节在系统可编程Flash存储器、全静态操作：0Hz～33MHz 、32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART 串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、和一路可编程的PWM 输出。

双轮自平衡小车机器人系统设计与制作

燕山大学课程设计说明书题目：双轮自平衡小车机器人系统设计与制作学院（系）：机械工程学院年级专业：12级机械电子工程组号：3学生：指导教师：史艳国建涛艳文史小华庆玲唐艳华富娟晓飞正操胡浩波日期：2015.11燕山大学课程设计（论文）任务书摘要两轮自平衡小车是一种非线性、多变量、强耦合、参数不确定的复杂系统，他体积小、结构简单、运动灵活，适合在狭小空间工作，是检验各种控制方法的一个理想装置，受到广大研究人员的重视，成为具有挑战性的课题之一。

两轮自平衡小车系统是一种两轮左右并行布置的系统。

像传统的倒立一样，其工作原理是依靠倾角传感器所检测的位姿和状态变化率结合控制算法来维持自身平衡。

本设计通过对倒立摆进行动力学建模，类比得到小车平衡的条件。

从加速度计和陀螺仪传感器得出的角度。

运用卡尔曼滤波优化，补偿陀螺仪的漂移误差和加速度计的动态误差，得到更优的倾角近似值。

通过光电编码器分别得到车子的线速度和转向角速度，对速度进行PI控制。

根据PID控制调节参数，实现两轮直立行走。

通过调节左右两轮的差速实现小车的转向。

制作完成后，小车实现了在无线蓝牙通讯下前进、后退、和左右转向的基本动作。

此外小车能在正常条件下达到自主平衡状态。

并且在适量干扰下，小车能够自主调整并迅速恢复稳定状态。

关键词：自平衡陀螺仪控制调试前言移动机器人是机器人学的一个重要分支，对于移动机器人的研究，包括轮式、腿式、履带式以及水下式机器人等，可以追溯到20世纪60年代。

移动机器人得到快速发展有两方面原因：一是其应用围越来越广泛；二是相关领域如计算、传感、控制及执行等技术的快速发展。

移动机器人尚有不少技术问题有待解决，因此近几年对移动机器人的研究相当活跃。

近年来，随着移动机器人研究不断深入、应用领域更加广泛，所面临的环境和任务也越来越复杂。

机器人经常会遇到一些比较狭窄，而且有很多大转角的工作场合，如何在这样比较复杂的环境中灵活快捷的执行任务，成为人们颇为关心的一个问题。

2轮平衡小车安装教程

2轮平衡小车安装教程平衡小车（balancing robot car）是一种能够自主保持平衡的移动机器人，它利用陀螺仪和加速度计等传感器来检测姿态，并通过相应的控制算法实现自动平衡。

在这个安装教程中，我们将介绍如何组装一个基于Arduino控制器的平衡小车。

材料清单：1. 一个Arduino控制器主板（如Arduino UNO）2.一个陀螺仪模块（如MPU6050）3.一个电机驱动模块（如L298N）4.两个直流电机5.一个12V锂电池或其它适配电源6.数根杜邦线7.一个底盘（可自行设计或购买）步骤一：连接陀螺仪模块首先，将陀螺仪模块连接到Arduino控制器主板。

陀螺仪模块通常有VCC、GND、SCL和SDA四个引脚。

将VCC引脚连接到Arduino的5V引脚，将GND引脚连接到Arduino的GND引脚，将SCL引脚连接到Arduino的A5引脚，将SDA引脚连接到Arduino的A4引脚。

步骤二：连接电机驱动模块接下来，将电机驱动模块连接到Arduino控制器主板。

电机驱动模块通常有两个输入端和两个输出端。

将Arduino的数字引脚9和10分别连接到电机驱动模块的输入端，将电机驱动模块的输出端分别连接到两个直流电机。

步骤三：连接电源然后，将选择的电源连接到电机驱动模块和Arduino控制器主板。

如果你选择使用12V锂电池作为电源，将其正极连接到电机驱动模块的“+12V”接口，负极连接到电机驱动模块的“GND”接口。

同时，将电池的正极连接到Arduino控制器主板的“Vin”引脚，负极连接到Arduino控制器主板的GND引脚。

步骤四：编写控制程序最后，编写Arduino控制程序。

你可以使用Arduino的开发工具来编写程序，利用陀螺仪模块读取姿态数据，并根据姿态数据控制电机驱动模块来进行平衡调节。

在这里，你需要理解陀螺仪模块的工作原理，并使用相应的控制算法来实现平衡。

好了，以上就是完成一个基于Arduino控制器的平衡小车的安装教程。

两轮平衡车说明书

图1-4折叠前
图1-5折叠后
第三章驾驶注意
注意事项
1. 利用辅助轮安全学习驾驶
2. 双轮平衡车是利用陀螺仪进行前后稳定的。当身体前倾，独轮车会感知到动作进行加速；当身体后仰，平衡车也会控制电机减速以维持驾驶者与车体的平衡。双轮平衡车能帮助左右平衡，不像是骑自行车一样，需要靠一定的速度和身体来控制左右平衡。
准备工作
1. 选择适合的场地：请在平坦、空旷、无机动车、人少的场地进行试车。
2. 检查车辆：驾驶前需要检查电力是否充足、摇动车辆是否有异响和松动、手动推行平衡车看车轮是否与外壳产生摩擦。
3. 最好可以找一位朋友一起学习骑行，可以提供协助，会对更快的掌握骑车技巧有帮助。
外观重量
尺寸
高450mm，长392mm(最大厚度163mm，最小厚度70mm
踏板离地距离
112mm(无载重状态)
轮胎尺寸
直径360mm
车体自重
12.6kg(不含辅助轮〕
信息提录
电源及错误
电源开关LED(开机常亮，保护时闪烁)
电量
电量指示LED(大于约85%时，四颗LED全亮，随电量下降逐渐熄灭〕
声音提醒
图1-2车体结构图
图1-3平衡车原理图
1.4动态稳定概述
运用MC9S12XS128单片机，设计一种基于电磁导航的两轮自平衡车系统，并实现车模的直立行走，自主寻迹功能。系统采用飞思卡尔十六位微处理器MC9S12XS128作为核心控制单元，通过运用各种传感器，设计稳压模块、最小系统模块、双轮测速模块、倾角测量模块、电机驱动模块和人机交互模块并编写相应程序以完成平衡控制，速度控制，转向控制三大任务。
见图11图1112产品参数产品性能最高时速约18公里小时12公里小时开始报警续航距离约3035krn视骑行者体重为路况及环境而定最大爬坡角度约20体重60公斤者实际路测可达35电池150瓦时锂电池电池保护板具备均衡功能适用温度1040最适合适用温度1030最大载重120kg充电器电压ac22ov5060hz充电时间约5060分钟保护措施侧倾保护左右均为45超过45时电机会停止运转限速保护大于12kmh开启踏板前端逐渐抬起阻止进一步加速低电量保护电量剩余约10时开启踏板前端开始下沉逐渐减速直至停止外观重量尺寸高450mm长392mm最大厚度163mm最小厚度70mm踏板离地距离112mm无载重状态轮胎尺寸直径360mm车体自重126kg不含辅助轮信息提录电源及错误电源开关led开机常亮保护时闪烁电量电量指示led大于约85时四颗led全亮随电量下降逐渐熄灭声音提醒嘀声开机嘀声提示低电量保护时连续嘀声声音提醒长鸣侧倾时长鸣产品附件标配充电器辅助轮13动力学模型分析一个控制系统要想准确定量的分析设计提高对系统的认知和掌控能力首先要对对象建立模型

慧净平衡小车调试教程

平衡小车教程基于慧净两轮平衡小车充电说明•小车到手后，记得充好电再使用小车，以下为充电器：接入主板DC座，绿灯亮，充电器接入220V电源时，变红灯，充好电后，变绿灯----一定要注意用电安全。

程序烧写方法•51平衡小车集成烧写功能，详细的请看慧净电子51单片机视频教程----网上下载。

•STM32平衡小车：烧写程序时需要另购烧写器，请参考烧写器使用说明。

蓝牙模块说明--另购•拷贝APP（apk安装文件）至手机，然后安装。

•安装好后，先将手机蓝牙和蓝牙模块匹配好（密匙1234），再打开安装好的APP，在APP里面搜索蓝牙模块，然后连接上，即可使用。

手机连接每台手机可能不同蓝牙配对•输入配对密码 123打开安装好的手机蓝牙软件如下图操作，依次点击横线内容：•打开蓝牙软件 Bluetooth点一下以下按钮•点一下这个Connect会出现图片中的蓝牙模块ID 点一下后，等一会，就可以控制小车了，控制时记得要慢，不要大快了，大快小车会倒下的，小车前进时才可以左转，右转，如果静态右转，左转，小车会振动很大，当然，大家可以自己调节源码里的参考，达到最好的效果。

平衡小车简单原理平衡小车调整方法平衡小车主要平衡度调试参数•找到以下C文件重点调试以下参数•//以下参考为重点调试参考，同电池电压有关，建议充好电再调试•/*-----角度环和速度环PID控制参数-----*/•float g_fCarAngle_P = 25;//10.0 14 //调大小时会左右摆，调大时会振动请调到基本能够站立•float g_fCarAngle_D = 0.011;// 0.008 0.011调小时反应慢，调大时会干扰•float g_fCarSpeed_P = 5;// 10.2 4.04 5 -10 //调小一点稳定•float g_fCarSpeed_I = 0.05;//0.1 0.018 0.010.0025- 0.015 -0.1电压低时调小，调大，蓝牙控制不稳，会倒蓝牙控制函数调试•switch (u8BluetoothValue)•{• case 0x02 : g_fBluetoothSpeed = 80 ; break; //前进70 300• case 0x01 : g_fBluetoothSpeed = (-80); break; //后退 -300• case 0x03 : g_fBluetoothDirection = 50 ; break;//左转• case 0x04 : g_fBluetoothDirection = (-50); break;//右转• case 0x05 : g_fBluetoothSpeed = 200 ; break ;//500• case 0x06 : g_fBluetoothSpeed = (-200); break ; //-500• case 0x07 : g_fCarSpeed_P = 20 ; g_fCarSpeed_I = 0.05; break;• case 0x08 : g_fCarSpeed_P = 20 ; g_fCarSpeed_I = 0.05; break;• //case 0x07 : g_fBluetoothDirection = 70 ; break;• //case 0x08 : g_fBluetoothDirection = (-70); break;• default : g_fBluetoothSpeed = 0; g_fBluetoothDirection = 0;break;•}平衡小车调试是一个很细心的过程•我的第一个平衡小车程序调了二天才完成，你的要调多长时间呀，呵呵。

基于.PID控制器的两轮自平衡小车设计说明书

本科毕业设计基于PID控制器的两轮自平衡小车设计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。

本文在总结和归纳国内外对两轮自平衡小车的研究现状.提出了自己的两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：自平衡互补滤波数据融合倒立摆Two-wheeled Self-balancing RobotMa Xuedong<College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou 510642,China>Abstract:The two-wheeled self-balancing robot is small in mechanism, with simple structure and can make flexible motion, suitable for narrow and dangerous work space. So it has wide range of applications in security and military. The two-wheeled self-balancing robot is a natural unstable system. The device of this system is a parallel arrangement of two single wheels, like a traditionalinverted pendulum. Its dynamics are multi-variable, non-linear, serious coupling and uncertain parameters etc. It must be exerted strong control to make it stable.In this paper, studies on two-wheel self-balancing vehicle at home and abroad are summarized. We designed the hardware and software of our two-wheel self-balancing vehicle. The car using rotational accelerometers, gyroscopes and acceleration sensors to detect body condition and the state in which the pitch change rate. The central processing unit calculate the appropriate data and instructions, and control the motor to achieve the body balancing. Because of gyro drift problems and Integral error with accelerometers and slow dynamic response of acceleration sensors. It can’t provide effective or reliable information to reflect the real state of its body. So we using complementary filter to fuse the data of two sensors, so that the inclination of its body can be approximated better.Finally, we verified the feasibility of the system’s hardware and software through experiment.Key Words: Self-Balancing complementary filter Data Fusion Inverted Pendui目录1 前言11.1 研究意义11.2 国内外研究现状11.2.1 国外研究成果11.2.2 国内研究成果11.3 本文的研究内容22 两轮平衡车的平衡原理22.1 平衡车的机械结构22.2 两轮车倾倒原因的受力分析22.3 平衡的方法33 系统方案分析与选择论证33.1 系统方案设计33.1.1 主控芯片方案33.1.2 姿态检测传感器方案33.1.3 电机选择方案43.2 系统最终方案54 主要芯片介绍和系统模块硬件设计54.1 加速度传感器ADXL34554.2 陀螺仪传感器L3G4200D64.3 主控电路74.4 电机驱动电路84.5 供电电路85 系统软件设计85.1 系统初始化95.2 滤波器95.2.1 低通滤波器105.2.2 互补滤波器105.3 PID控制器125.3.1 PID概述125.3.2 数字PID算法125.3.3 PID控制器设计136 硬件电路146.1 硬件制作与调试146.2 硬件调试结果146.2.1 姿态感知系统测试结果146.2.2 PID控制器测试结果157 结论15参考文献17附录18致谢18华南农业大学本科生毕业设计成绩评定表1 前言1.1 研究意义应用意义。

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)。

速菲尔平衡车说明书

速菲尔平衡车说明书摘要：一、速菲尔平衡车简介1.产品名称：速菲尔平衡车2.产品型号：SF-BW013.产品定位：时尚、便携、环保的短途出行工具二、产品功能与特点1.自动平衡功能2.遥控控制3.节能环保4.便携设计5.安全性能三、使用方法与注意事项1.准备工作2.上车操作3.骑行操作4.停车与存放5.安全提示四、维护与保养1.常规检查2.清洁保养3.零部件更换与维修五、售后服务与保修1.售后服务网络2.保修政策3.联系方式正文：【速菲尔平衡车说明书】一、速菲尔平衡车简介速菲尔平衡车是一款集时尚、便携、环保于一体的短途出行工具。

产品型号为SF-BW01，适合城市出行、短途旅游、休闲娱乐等多种场景。

二、产品功能与特点1.自动平衡功能：速菲尔平衡车采用先进的自动平衡技术，使驾驶者在骑行过程中轻松保持平衡，无需额外适应和学习。

2.遥控控制：速菲尔平衡车配备遥控器，可实现远程操控，方便驾驶者在各种环境中灵活行驶。

3.节能环保：速菲尔平衡车采用高性能锂电池，具有节能、低噪音、低碳排放等特点，有助于减少环境污染。

4.便携设计：速菲尔平衡车轻巧便携，折叠后可轻松放入汽车后备箱或背包，方便用户随时随地携带。

5.安全性能：速菲尔平衡车采用高品质材料制造，具有优良的抗撞击性能；同时，车辆还配备了智能安全系统，有效保障驾驶者的人身安全。

三、使用方法与注意事项1.准备工作：在开始使用前，请确保速菲尔平衡车已充满电，遥控器已装好电池。

2.上车操作：将平衡车折叠展开，调整座椅高度至合适位置，然后站上车体，双手握住遥控器。

3.骑行操作：通过遥控器控制平衡车前进、后退、转向等动作。

在行驶过程中，请保持身体平衡，遵守交通规则。

4.停车与存放：在停车时，请将平衡车折叠并妥善存放，避免受到雨淋、阳光直射等恶劣环境的影响。

5.安全提示：驾驶速菲尔平衡车时，请务必佩戴安全头盔，遵守当地交通法规；同时，请勿在潮湿、光滑、不平整的道路上行驶，以免发生意外。

两轮小车,陀螺仪,PID

学号：***********毕业设计说明书两轮自平衡小车的设计Design of self balancing two wheeled vehicle学院计算机与电子信息学院专业电子信息科学与技术摘要摘要近年来，两轮自平衡车研究和应用获得了快速的发展，但是存在陀螺仪漂移及加速度计的动态响应慢的问题。

针对这个问题，本文提出了一种改进的两轮平衡车设计方案，采用陀螺仪以及MEMS加速度传感器构成小车姿态检测模块，使用卡尔曼滤波算法完成陀螺仪与加速度计的数据融合。

系统选用飞思卡尔32位单片机Kinetis K10为控制核心，完成各种传感器的信号放大处理，滤波算法的研究实现以及车身的状态控制等。

整个系统完成后，各个模块能够正常协调工作，小车可以在无人干预的情况下实现直立平衡的功能。

同时两轮平衡小车能够在引入适量干扰的情况下，自动地调整小车的姿态并恢复稳定的状态，基本实现本文设计的要求。

关键词：两轮自平衡飞思卡尔姿态检测陀螺仪卡尔曼滤波广东石油化工学院本科毕业设计：两轮自平衡小车的设计AbstractIn recent years, the research and application of two-wheels self-balanced vehicle have an obtained rapid development, but there is the problem of slow response of dynamic drift and acceleration gyrometer. To solve this problem, this paper presents a design schemes of two-wheels self-balanced vehicles. Gyroscopes and MEMS accelerometer constitute vehicle posture detection device. System adopts to Kalman filters to complete the gyroscope‘s data and accelerometer data fusion, and adopts freescale32-bit microcontroller-Kinetis K10 as core controller. The center controller realize the sensor signal processing and the sensor signal processing, filtering algorithm and body control and so on. Upon completion of the entire system, the each modules can normal and to coordinate work. The vehicles can keep balancing in unmanned condition. At the same time, the vehicle can be adjust independently and then quickly restores stabilitly when there is a moderates amount of interference, basic to meet the design requirements.Key Words: Two-Wheel Self-Balance; Freescale; Gesture detection; Gyroscope; Kalman filter目录目录摘要 (I)目录 ................................................................................................................................................. I II 第1章绪论. (1)1.1研究背景及意义 (1)1.2两轮自平衡小车的发展概况 (1)1.2.1国外的研究成果 (2)1.2.2国内的研究成果 (2)1.3研究目的与内容 (3)1.4本章小结 (3)第2章系统原理分析 (4)2.1平衡控制原理分析 (4)2.2 自平衡车数学模型 (5)2.2.1 两轮平衡车的受力分析 (5)2.2.2两轮自平衡小车运动微分的方程 (8)2.3 PID控制器 (9)2.3.1 PID控制器原理 (9)2.3.2 PID控制器设计 (10)2.4 倾角检测系统 (11)2.4.1 陀螺仪 (12)2.4.2 加速度计 (12)2.4.3 基于卡尔曼滤波的数据融合 (13)2.5 本章小结 (15)第3章系统硬件设计 (16)3.1飞思卡尔Kinetis K10单片机介绍 (16)3.2 单片机最小系统设计 (17)3.3 电源管理模块设计 (18)3.4 倾角传感器信号调制电路 (19)3.4.1 加速度计电路设计 (19)3.4.2 陀螺仪电路设计 (19)广东石油化工学院本科毕业设计：两轮自平衡小车的设计3.5 直流无刷电机 (21)3.5.1 直流无刷电机特性 (21)3.5.2 直流无刷电机工作原理 (21)3.5.3 直流无刷电机调速 (21)3.6 电机驱动电路设计 (22)3.6.1 驱动芯片介绍 (22)3.6.2 驱动电路设计 (23)3.7 速度检测模块设计 (24)3.7.1 编码器介绍 (25)3.7.2 编码器的电路设计 (26)3.8 硬件设计中的抗干扰措施 (26)3.9 本章小结 (27)第4章系统软件设计 (28)4.1 单片机初始化软件设计 (29)4.1.1 延时初始化 (29)4.1.2 通用输入输出口（GPIO）初始化 (29)4.1.3 模数转换模块（ADC）初始化 (29)4.1.4 脉冲宽度调制模块（PWM）初始化 (29)4.2 姿态检测软件设计 (30)4.2.1 陀螺仪与加速度计输出值处理 (30)4.2.2 卡尔曼滤波器的软件实现 (31)4.3 PID控制算法软件实现 (32)4.4 运动控制 (33)4.5 本章小结 (34)第5章系统调试 (35)5.1 硬件调试 (35)5.2 软件调试 (35)5.3 串口调试 (36)5.4 本章小结 (37)全文总结与展望 (38)致谢 ...................................................................................................................错误!未定义书签。

两轮自平衡小车文档

四、演示算法：极点配置控制方法
Figure. 8
自平衡小车系统极点配置算法的 Simulink 框图
Figure. 9 小车的位移曲线
Figure. 10 小车系统的纵摇角曲线
一、两轮自平衡小车系统的特点
双轮自平衡小车是一种本质上不稳定的轮式机器人，又称为两轮自平衡机器人。两轮自平衡小车模型与倒立摆模型很相似，倒立摆的原理即为当摆倒向左边的时候，角度编码器测得摆杆不是竖直的而是有一定的角度，把所得的角度反映给控制器，为了维持摆与小车的相对位置不变，即摆的平衡状态，这时根据现有摆杆角度而计算得到的控制力使小车同时向左运动，这样就保持了系统的平衡。两轮自平衡机器人与倒立摆相似，也需要驱动电机来完成两轮自平衡机器人是一类本质上不稳定的移动机器人，其不稳定性、多耦合性、非线性、参数不确定性等特性，是验证各种控制算法能力的优良装置。由于其自身体积轻巧，控制电压低，移动性能好，因此我们可以在两轮自平衡机器人上验证我们所研究的控制算法。
系统二：左右转弯系统。
1 0 0 23.7097 0 0 0 83.7742
0 x 0 0 x 1.8332 C 1 0 0 4.9798
0 1 0 C 0 0 5.1915
Tilted
Figure. 1
Balanced
二、自平衡小车系统的结构和工作原理
Figure. 2
Figure. 3
Figure. 4
Figure. 5 两轮自平衡小车由以下几部分在组成：带有每个轮子耦合到行星齿轮箱直流电动机的底座，DSP 板用来实现控制，电动机的电力放大器，测量小车状态必要的传感器，无线电控制单元接收器和垂直棒。电池固定在机器人内部，它们的重量可以模拟一个驾驶员。小车的轮子直接连接在齿轮箱的输出轴上。控制软件使用在 Windows98/2000 上运行的 Matlab。使用 Simulink 作为一个交互式的工具，用来建模，仿真和分析倒立摆系统。它能让你建立图表，评估系统性能，改善你的设计。Matlab 仿真表明，控制一个两个轮子上各有一个发动机的系统是确实可行的。为了成功地控制系统，要量化状态空间变量；或者直接测量，或者通过适当的观测器。直线位置和速度，首摇角和速率可以很容易的由两个直流电动机上安装的增量编码器决定（假定纵摇角和速率已知）。纵摇速率由速率陀螺仪测量。控制系统是基于两个不耦合的状态空间控制器：一个控制横轴周围的稳定性（纵摇），另一个控制纵轴上的动态性（首摇）。每个控制器输出一个转矩应用于它相关的轴线，一个去耦单元把这两个信号转化为一个转矩分别应用于左边或者右边的发动机。操作者通过无线电控制单元微系统导航，对板上控制系统输送希望得到的直线速率和旋转速率。