最近做一些二輪平衡車的相關研究，做了一些分析，記錄如下。

文章目錄

• 一、二輪平衡車模型分析？
• 二、小車初始狀態分析
• 三、Simulink模型建立
• 四、軌跡追蹤
• 四、總結

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一、二輪平衡車模型分析？

二輪車的動力學模型已在博客兩輪差速器了詳細的說明，這里不在贅述。需要說明的是，二輪差速平衡車的左右輪可以根據相應控制策略會具有不同的轉速，以調整不同的姿態信息。對應的動力學方程為：

那么小車的前進是速度為：

此時對應的角速度為：

由此可以求出左右輪速度與整個小車速度和角速度之間的關系。

二、小車初始狀態分析

對于任何動力學方程，都有初始解，假設小車的初始狀態為（80,85,0）即小車在x=80,y=85處，此時角速度w=0，速度vc=0;再進一步假設，小車要追蹤的軌跡為：

那么對應的程序為：

clc clear t = 0:0.01:70; x = 90+2*sin(0.3*t); y = 90+2*cos(0.3*t); plot(x,y,'b') hold on plot(80,85,'r.','markersize',30) xlabel('X') ylabel('Y')

此時作圖為：

紅點對應的就是初始小車所處的位置，要是實現小車沿著上面的圓（我也不知道為什么看這像橢圓！！！哈哈哈）運動，就需要不斷給予小車位置信息，然后小車根據實時位置調整相應的姿態信息，實現實時跟蹤。

三、Simulink模型建立

根據第一節所建立的動力學模型，搭建相應的Simulink模型為：

假設左右輪速度相等時，其軌跡為：

可知，在速度相等時，其軌跡做直線運動，在速度不相等時，對應的軌跡為：

對應的軌跡為圓周運動，因此可以調整左右輪轉速調整姿態變化。

四、軌跡追蹤

在博客兩輪差速移動機器人對控制策略進行深刻描述，非常準確，一言以蔽之，就是通過對當前時刻小車的位置，與當前時刻理想的位置之間的距離差和角度差進行控制，以達到調整左右車輪轉速的目的。最簡單也是最易上手的控制算法就是PID控制，通過調整PID對應的參數達到軌跡追蹤的目的。其控制模型為：

得出的軌跡跟蹤圖為：

雖然的軌跡不是那么精確，存在一定的誤差，但可以通過相關控制參數對其進行調整。

四、總結

軌跡追蹤控制手段非常之多，PID控制是最簡單的，但其誤差較大，還需研究其他控制方法。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的二轮车平衡车轨迹跟踪的Simulink仿真的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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