本文依據網上資源整理而來，適用于初學直立車者。

一、原理

平衡小車是通過兩個電機運動下實現小車不倒下直立行走的多功能智能小

車,在外力的推拉下,小車依然保持不倒下。這么一說可能還沒有很直觀的了解

究竟什么是平衡小車,不過這個平衡小車實現的原理其實是在人們生活中的經驗

得來的。如果通過簡單的練習,一般人可以通過自己的手指把木棒直立而不倒的

放在指尖上,所以練習的時候,需要學會的兩個條件:一是放在指尖上可以移動

二是通過眼睛觀察木棒的傾斜角度和傾斜趨勢(角速度)。通過手指的移動去抵

消木棒傾斜的角度和趨勢,使得木棒能直立不倒。這樣的條件是不可以缺一的,

實際上加入這兩個條件,控制過程中就是負反饋機制。

而世界上沒有任何一個人可以蒙眼不看,就可以直立木棒的,因為沒有眼睛

的負反饋,就不知道筆的傾斜角度和趨勢。這整個過程可以用一個執行式表達:

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二、平衡代碼

balance.c

#include "Balance.h"S_FLOAT_XYZ GYRO_Real, // 陀螺儀轉化后的數據ACC_Real, // 加速度計轉化后的數據Attitude_Angle, // 當前角度Last_Angle, // 上次角度Target_Angle; // 目標角度S_INT16_XYZGYRO, // 陀螺儀原始數據GYRO_Offset, // 陀螺儀溫飄GYRO_Last, // 陀螺儀上次數據ACC, // 加速度計數據ACC_Offset, // 加速度計溫飄ACC_Last; // 加速度計上次數據 S_INT32_XYZTar_Ang_Vel, // 目標角速度Tar_Ang_Vel_Last; // 上次目標角速度int32 Speed_Now = 0, // 當前實際速度Speed_Min = 0, // 左右最小速度Speed_Set = 0, // 目標設定速度Theory_Duty = 0,// 理論直立占空比Vel_Set = 0, // 目標轉向角速度Direct_Parameter = 0,// 轉向系數Direct_Last = 0,Radius = 0; // 目標轉向半徑倒數uchar Point = 80; int32 Difference = 0;/* 各種標志位，放定時器中進行時序控制 */ char Speed_Flag, Angle_Flag, Ang_Velocity_Flag, DMP_Flag; /********************************************************//********************* 串級平衡控制 *********************/ // 頻率控制在定時器中設置 void Balance_Control(void) {if (Ang_Velocity_Flag) // 直立角速度環 2ms{Ang_Velocity_Flag = 0;MPU6050_GetData(&GYRO, &ACC); // 讀取陀螺儀數據Data_Filter(); // 對原始數據滑動濾波 /* 角速度環作為最內環控制直立 */Theory_Duty += PID_Increase(&Ang_Vel_PID, Ang_Vel, (int32)(GYRO_Real.Y*10), (int32)(Tar_Ang_Vel.Y)); // 計算直立PWM (int32)(Tar_Ang_Vel.Y)Theory_Duty = range_protect(Theory_Duty, -950, 950);// if (System_OK) // { //Speed_Min // Direct_Parameter = PID_Realize(&Direct_PID, Direct, (int32)(GYRO_Real.Z*100), Radius*Speed_Min);// 轉向環左正右負 // Direct_Parameter = range_protect(Direct_Parameter, -1200, 1200); // } // // Direct_Last = Direct_Last*0.3 + Direct_Parameter*0.7; // 更新上次角速度環結果MOTOR_Duty_Left =Theory_Duty ; // 左右電機根據轉向系數調整差速- Direct_LastMOTOR_Duty_Right =Theory_Duty ; //+ Direct_Last // if (Run_Flag) // {MOTOR_Control(MOTOR_Duty_Left, MOTOR_Duty_Right); // 控制左右電機 // } // else // { // if (Stop_Flag) // { // if (Speed_Now > 20) // { // MOTOR_Control(-350, -350); // } // else // { // MOTOR_Control(0, 0); // } // } // // else // { // MOTOR_Control(0, 0); // } // }Get_Attitude();mpu_dmp_get_data(&Attitude_Angle.Y, &Attitude_Angle.X, &Attitude_Angle.Z); // 使用DMP直接讀取歐拉角} if (Angle_Flag) // 直立角度環 10ms{Angle_Flag = 0; Speed_Measure();// 獲取當前速度/* 角度環加到角速度環上串級控制 */Tar_Ang_Vel.Y = PID_Realize(&Angle_PID, Angle, (int32)(Attitude_Angle.Y*100), (int32)Target_Angle.Y); // 結果為放大10倍的目標角速度 (int32)Target_Angle.Y // Tar_Ang_Vel.Y = range_protect(Tar_Ang_Vel.Y, -1500, 1500); // 注意正負號}if (Speed_Flag) // 速度環 100ms{Speed_Flag = 0;Target_Angle.Y = PID_Realize(&MOTOR_PID, MOTOR, Speed_Now, Speed_Set); // 結果為放大100倍的目標角度Target_Angle.Y += Zero_Angle*100; // 目標角度疊加在零點上 // Target_Angle.Y = range_protect((int32)Target_Angle.Y, 1000, 4000); // -44 22Speed_Min = Speed_Min * 0.1 + Speed_Now * 0.9;if (Speed_Min < 40){Speed_Min = 40;}} }/* 初始化用到的一些變量 */ void Balance_Init(void) {Attitude_Angle.Y = 0;Target_Angle.Y = 0;Tar_Ang_Vel.Y = 0;Tar_Ang_Vel.Z = 0; }

?balance.h

#ifndef __BALANCE_H__ #define __BALANCE_H__ #include "common.h" #include "include.h"#define Zero_Angle -37.8f // 藍色電池-3.8 //#define Zero_Angle 22.0f // 白色電池extern S_FLOAT_XYZ GYRO_Real, // 陀螺儀轉化后的數據ACC_Real, // 加速度計轉化后的數據Attitude_Angle, // 當前角度 Last_Angle, // 上次角度Target_Angle; // 目標角度extern S_INT16_XYZGYRO, // 陀螺儀原始數據GYRO_Offset, // 陀螺儀溫飄GYRO_Last, // 陀螺儀上次數據ACC, // 加速度計數據ACC_Offset, // 加速度計溫飄ACC_Last; // 加速度計上次數據 extern S_INT32_XYZTar_Ang_Vel, // 目標角速度Tar_Ang_Vel_Last; // 上次目標角速度extern int32 Speed_Now, // 當前實際速度Speed_Min, // 左右最小速度Speed_Set, // 目標設定速度Vel_Set, // 目標轉向角速度Direct_Parameter,Radius;extern uchar Point; extern int32 Difference;extern char Speed_Flag, Angle_Flag, Ang_Velocity_Flag, DMP_Flag; //extern float Zero_Angle ; void Balance_Control(void); void Balance_Init(void);#endif

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的直立代码分析__两轮平衡小车原理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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