自己做的自平衡小車，基本達(dá)到預(yù)期效果。制作資料在壓縮包里面，供參考。

該兩輪自平衡小車硬件設(shè)計(jì)概述：控制器：ATmega16；8MHz；

加速度傳感器：MMA2260；陀螺儀：EWTS82；

傳感器的融合：卡爾曼濾波；

馬達(dá)：EN_2342CR(速比64)+雙路12脈沖編碼器+CD40106對(duì)信號(hào)整形；

驅(qū)動(dòng)板芯片：CD4001+IR2111+IRF1404(驅(qū)動(dòng)電流可以很大)；

圖片(拍攝效果不佳)，視頻如下：

小車實(shí)物圖展示：

設(shè)計(jì)分析：

其實(shí)控制很簡單，利用定時(shí)器產(chǎn)生10ms中斷，每次中斷進(jìn)行如下工作：

1：AD采樣加速度傳感器和陀螺儀，然后卡爾曼濾波得出角度與角速度；(濾波模塊借鑒老外的)(互補(bǔ)濾波效果感覺不是很好)；

2：計(jì)算車輪的速度，積分得出位置；

3：利用PD算法得出PWM值=K1*angle + K2*angle_dot + K3*speed + K4 * position；

4：前進(jìn)后退給定參考速度計(jì)算即可；

注意：增量式輪速傳感器A相中斷，讀取B相電位判斷前進(jìn)還是后退，在10ms的時(shí)間內(nèi)累加，計(jì)算車輪的速度；

由于10ms累加的輪速信號(hào)不多，直接計(jì)算車體會(huì)發(fā)抖，所以增加了低通濾波，解決問題；

我在外面增加4個(gè)電位器可以手動(dòng)調(diào)節(jié)4個(gè)K值，方便調(diào)試；

附件的文件夾里面有matlab建模的資料，可以求出所需的4個(gè)K的值，(參考NXT的)，大家可自行調(diào)試K值看看對(duì)車輛的影響；

電機(jī)選取建議：由于考慮到減速器，而且?guī)鞲衅鳌Ｆ鋵?shí)后面實(shí)踐得知可以不要位置傳感器，這樣選擇電機(jī)的空間就很大了，買便宜的；

電機(jī)扭矩要大；說白了，功率要大；轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大似乎的更穩(wěn)定，所以不用空心杯的也許更好；

減速比可以大一點(diǎn)，用較大的輪子；

重心越靠下，抗擾性越強(qiáng)；但是可能會(huì)影響穩(wěn)定性；

購買的電機(jī)型號(hào)參考：

算法：

常用計(jì)算方法有兩種：互補(bǔ)濾波和卡爾曼濾波；都可以輸出校正后的角度與角速度；我采用的是卡爾曼濾波，考慮到單片機(jī)的運(yùn)算能力，是經(jīng)過精簡的，當(dāng)然這些都是老外做的，關(guān)于卡爾曼濾波，我找了很多資料，詳見附件內(nèi)容。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的matlab两轮自平衡小车,两轮自平衡小车（全部设计资料+设计分析）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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