基于改进单神经元PID算法的平衡小车控制 被引量：14

1

作者 项思哲 周依涛 +1 位作者 郑炜炀 高金凤 《电子测量技术》 北大核心 2021年第13期68-72,共5页

针对平衡小车强耦合、非线性和自然不稳定等特点以及常规PID控制时存在的平衡困难、可靠性低等缺陷,将常规的PID控制与单神经元控制思想相结合,通过平衡小车装置输入的误差值,根据学习规则自我学习、在线调整各控制环节参数并进行比例... 针对平衡小车强耦合、非线性和自然不稳定等特点以及常规PID控制时存在的平衡困难、可靠性低等缺陷,将常规的PID控制与单神经元控制思想相结合,通过平衡小车装置输入的误差值,根据学习规则自我学习、在线调整各控制环节参数并进行比例、积分和微分控制,再由模糊控制器对其增益系数进行自整定,以此提升系统的自适应能力。最后,通过MATLAB仿真,将所提出的控制器与常规PID控制器进行对比,验证了所提出方法的优越性,并得出改进后的单神经元PID控制器具有较好的跟踪性能和抗干扰能力。 展开更多

关键词 平衡小车 PID控制器 改进单神经元PID控制器 MATLAB仿真

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基于CMOS摄像头的直立循迹智能车系统设计 被引量：9

2

作者 吴苗苗 沈世斌 +1 位作者 王亮 李昊洋 《自动化技术与应用》 2014年第7期21-25,共5页

设计了一种基于面阵CMOS摄像头传感器的直立循迹智能车系统。在硬件系统方面,自主设计了电源稳压电路和电机H桥驱动电路,并选用高性能测速模块,保障硬件系统的稳定与可靠。在软件设计方面,采用姿态融合算法进行智能车的平衡控制与速度控... 设计了一种基于面阵CMOS摄像头传感器的直立循迹智能车系统。在硬件系统方面,自主设计了电源稳压电路和电机H桥驱动电路,并选用高性能测速模块,保障硬件系统的稳定与可靠。在软件设计方面,采用姿态融合算法进行智能车的平衡控制与速度控制,同时结合MT9V022摄像头获取环境信息实现转向循迹。在控制算法上利用位置式PID,使系统的稳定性和鲁棒性得到了很大的改善。最终实现智能车快速平稳运行。 展开更多

关键词 自平衡 CMOS摄像头 循迹 智能车

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基于成长性的儿童推车设计 被引量：6

3

作者 戚凤国 孙常佳 《包装工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第20期5-7,169,共3页

目的探讨如何更好地发挥成长性儿童推车的使用功能,延长儿童推车的生命周期。方法以成长性设计理论方法为指导,从儿童不同成长阶段的需求出发,对儿童推车、平衡车、踏板车的结构进行重新分析和设计,将3种工具车的功能整合在一起,并通过... 目的探讨如何更好地发挥成长性儿童推车的使用功能,延长儿童推车的生命周期。方法以成长性设计理论方法为指导,从儿童不同成长阶段的需求出发,对儿童推车、平衡车、踏板车的结构进行重新分析和设计,将3种工具车的功能整合在一起,并通过结构和人机关系的研究,使之能够合理地实现不同状态之间的转换。结论从成长性的角度对儿童推车进行重新设计,能够延长产品的生命周期,降低制造成本和消费成本,是一种可持续性设计的体现,并提供给设计师一个新的视角来考虑产品和使用者之间的关系,使设计更加人性、合理。 展开更多

关键词 成长性 儿童推车 平衡车 踏板车

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两轮自平衡智能车系统设计 被引量：6

4

作者 董锟 韩帅 +4 位作者 孙继龙 陈本瑞 马天义 李轩 熊慧 《单片机与嵌入式系统应用》 2013年第1期71-74,共4页

针对智能汽车竞赛中的电磁组参赛要求,提出了两轮自平衡智能车系统的设计方案。主控芯片采用飞思卡尔公司的MC9S12XS128,选用加速度传感器检测车模的倾角,陀螺仪检测车模的角加速度;通过控制两个电机的加减速实现车模的自平衡控制。阐... 针对智能汽车竞赛中的电磁组参赛要求,提出了两轮自平衡智能车系统的设计方案。主控芯片采用飞思卡尔公司的MC9S12XS128,选用加速度传感器检测车模的倾角,陀螺仪检测车模的角加速度;通过控制两个电机的加减速实现车模的自平衡控制。阐述了卡尔曼滤波法在陀螺仪和加速度传感器信号融合方面的应用,提出了针对闭环速度控制的PI算法。实验表明:该处理方法实现简单,能够准确、快速地实现车模的自平衡控制。 展开更多

关键词 自平衡 智能车 卡尔曼滤波 PI算法

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基于单片机的智能平衡小车设计 被引量：2

5

作者 张灵玉 邓博 +2 位作者 袁林 贺壮 杨波 《成都信息工程大学学报》 2022年第2期138-143,共6页

为满足出行需求,提高平衡小车的智能化水平,采用D型车模平台,RT1021单片机为核心控制单元,MPU6050姿态传感器采集小车姿态信息,运用卡尔曼滤波算法对陀螺仪采集数据进行融合与分析得到系统当前状态的最优化输出,最后通过串级PID控制电... 为满足出行需求,提高平衡小车的智能化水平,采用D型车模平台,RT1021单片机为核心控制单元,MPU6050姿态传感器采集小车姿态信息,运用卡尔曼滤波算法对陀螺仪采集数据进行融合与分析得到系统当前状态的最优化输出,最后通过串级PID控制电机输出,设计一款基于单片机的自主直立、自动循迹、主动避障的智能平衡小车。系统设计主要包括人机交互模块、传感器模块、电机驱动模块、运算放大模块,由软硬件两部分内容共同构建具有信号输入和控制反馈的闭环系统。经过多次测试表明:在室内PVC赛道上,平衡小车能够在平均2.5 m/s的速度下,实现自主直立、寻迹、避障,且具有较强的抗干扰能力,符合设计要求。 展开更多

关键词 平衡小车 RT1021单片机 MPU6050 串级PID 卡尔曼滤波

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基于Netty通信的消息推送系统的设计与实现 被引量：2

6

作者 魏井辉 吕明 《工业控制计算机》 2020年第12期57-59,共3页

当下公共交通工具是至关重要的社会组成部分,基于它们存在的车载广告成为重要的广告传输媒介。以车载广告项目为背景,主要解决推送系统中大量广告终端连接带来的性能问题,设计出一种可行性的方案,来保证消息推送的低延迟性和推送服务的... 当下公共交通工具是至关重要的社会组成部分,基于它们存在的车载广告成为重要的广告传输媒介。以车载广告项目为背景,主要解决推送系统中大量广告终端连接带来的性能问题,设计出一种可行性的方案,来保证消息推送的低延迟性和推送服务的可扩展性。首先介绍了系统的总体架构的设计,然后分功能模块进行详细阐述,最后介绍了系统的关键技术的实现。 展开更多

关键词 Netty 负载均衡 路由管理中心 车载广告

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基于MM32的两轮平衡车控制系统设计 被引量：1

7

作者 梁家耀 吴子勇 +1 位作者 周文骏 李庆年 《无线互联科技》 2023年第17期48-50,共3页

随着诸如电池技术、自控控制理论等技术的发展,各个学科之间相互渗透与融合。很多自动化产品往往涉及多个学科的融合,诸如移动便携式两轮平衡车,便是一个融合多学科的设备,在逐渐走进人们的日常生活。文章介绍了一种基于MM32的两轮平衡... 随着诸如电池技术、自控控制理论等技术的发展,各个学科之间相互渗透与融合。很多自动化产品往往涉及多个学科的融合,诸如移动便携式两轮平衡车,便是一个融合多学科的设备,在逐渐走进人们的日常生活。文章介绍了一种基于MM32的两轮平衡车控制系统设计,并从硬件设计和软件设计两方面具体阐述两轮平衡车的实现。该设计主要以MPU6050作为两轮平衡车的姿态检测模块来调整平衡倾角的大小,并选用单片机MM32F3277G9P作为主控芯片驱动电机产生前进或者后退的加速度来维持小车的平衡的状态,从而实现两轮平衡车直立、加速前进和转弯等基本功能。 展开更多

关键词 平衡车 MM32 姿态检测 直立

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基于STM32F103RCT6两轮自平衡小车设计 被引量：24

8

作者 宣丽萍 李艳丽 《黑龙江工程学院学报》 CAS 2018年第4期6-10,共5页

采用PID算法、卡尔曼滤波算法,实现一个基于STM32F103RCT6两轮自平衡小车系统。运用MPU6050模块来获取数据信息,进而弥补加速度计的动态误差以及陀螺仪的漂移误差,获得更精确的倾角值,然后经STM32芯片处理输出适当指令,控制电机的运行,... 采用PID算法、卡尔曼滤波算法,实现一个基于STM32F103RCT6两轮自平衡小车系统。运用MPU6050模块来获取数据信息,进而弥补加速度计的动态误差以及陀螺仪的漂移误差,获得更精确的倾角值,然后经STM32芯片处理输出适当指令,控制电机的运行,并通过蓝牙模块与手机蓝牙APP的通信,实现小车循迹。实验表明:小车通信可靠,保持平稳,且能实时控制小车的运动姿态,达到预期目的。 展开更多

关键词 两轮自平衡小车 卡尔曼滤波算法 MPU6050模块 PID算法

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一种用于连续动作空间的最小二乘行动者-评论家方法 被引量：9

9

作者 朱斐 刘全 +1 位作者 傅启明 伏玉琛 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期548-558,共11页

解决具有连续动作空间的问题是当前强化学习领域的一个研究热点和难点.在处理这类问题时,传统的强化学习算法通常利用先验信息对连续动作空间进行离散化处理,然后再求解最优策略.然而,在很多实际应用中,由于缺乏用于离散化处理的先验信... 解决具有连续动作空间的问题是当前强化学习领域的一个研究热点和难点.在处理这类问题时,传统的强化学习算法通常利用先验信息对连续动作空间进行离散化处理,然后再求解最优策略.然而,在很多实际应用中,由于缺乏用于离散化处理的先验信息,算法效果会变差甚至算法失效.针对这类问题,提出了一种最小二乘行动者-评论家方法(least square actor-critic algorithm,LSAC),使用函数逼近器近似表示值函数及策略,利用最小二乘法在线动态求解近似值函数参数及近似策略参数,以近似值函数作为评论家指导近似策略参数的求解.将LSAC算法用于解决经典的具有连续动作空间的小车平衡杆问题和mountain car问题,并与Cacla(continuous actor-critic learning automaton)算法和eNAC(episodic natural actor-critic)算法进行比较.结果表明,LSAC算法能有效地解决连续动作空间问题,并具有较优的执行性能. 展开更多

关键词 强化学习 行动者-评论家算法 连续动作空间 最小二乘法 小车平衡杆问题 MOUNTAIN car问题

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两轮自平衡小车的设计与实现 被引量：9

10

作者 王良成 杨志民 +2 位作者 胡聪聪 桂艺纹 荣蒙 《实验室科学》 2012年第6期52-55,共4页

两轮自平衡小车被各种竞赛所喜爱,在很多大型比赛中都有涉及此方向的题目。阐述了基于飞思卡尔系列XS128单片机为核心控制器,配合陀螺仪、角度传感器实现两轮小车的自平衡。着重介绍了两轮自平衡小车的结构、平衡原理、控制算法,通过反... 两轮自平衡小车被各种竞赛所喜爱,在很多大型比赛中都有涉及此方向的题目。阐述了基于飞思卡尔系列XS128单片机为核心控制器,配合陀螺仪、角度传感器实现两轮小车的自平衡。着重介绍了两轮自平衡小车的结构、平衡原理、控制算法,通过反复调试最终实现了小车的自平衡。 展开更多

关键词 两轮自平衡小车 控制算法 单片机 XS128

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姿态检测及模糊PID算法的自平衡小车 被引量：8

11

作者 刘成涛 李显鹏 《单片机与嵌入式系统应用》 2019年第7期78-80,85,共4页

针对小车控制系统的非线性、多变量等复杂性以及高耦合的运动控制特点,设计了一款以STM32F103RCT6微处理器为主控制器,通过模糊PID控制算法等进行姿态检测使其保持平衡的自平衡避障小车。通过卡尔曼滤波优化算法对陀螺仪和加速度计数据... 针对小车控制系统的非线性、多变量等复杂性以及高耦合的运动控制特点,设计了一款以STM32F103RCT6微处理器为主控制器,通过模糊PID控制算法等进行姿态检测使其保持平衡的自平衡避障小车。通过卡尔曼滤波优化算法对陀螺仪和加速度计数据进行融合,并以最优姿态角和小车速度为反馈量构成平衡和速度的双闭环控制,再利用模糊PID控制算法实现小车系统的自平衡控制。本系统相对于传统的滤波算法和PID算法,具有耗时短、稳定性强、功耗低等特点。实验证明,自平衡小车能够稳定地实现自平衡控制及避障功能。 展开更多

关键词 自平衡小车 陀螺仪 模糊PID控制算法 卡尔曼滤波优化算法 STM32F103RCT6

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两轮自平衡车的最优滑模输出跟踪控制 被引量：8

12

作者 逄海萍 于英超 《计算机仿真》 北大核心 2017年第1期326-331,共6页

在两轮自平衡车平面轨迹的鲁棒最优跟踪问题的研究中,由于在存在外界干扰等不确定性时,为保证平衡车保持车体平衡的同时最优跟踪参考轨迹,引入滑模控制对最优跟踪控制器进行鲁棒化设计。将平衡车不确定系统的最优跟踪问题转化为一类增... 在两轮自平衡车平面轨迹的鲁棒最优跟踪问题的研究中,由于在存在外界干扰等不确定性时,为保证平衡车保持车体平衡的同时最优跟踪参考轨迹,引入滑模控制对最优跟踪控制器进行鲁棒化设计。将平衡车不确定系统的最优跟踪问题转化为一类增广系统的最优调节问题,采用一种带有状态变量积分项的新型切换函数对增广系统设计最优滑模输出跟踪控制器,证明系统的理想滑动模态与标称系统的最优动态方程相一致。仿真结果表明,所设计的控制器对于由外系统给出的参考信号能够实现精确跟踪,对于外界干扰等不确定性具有完全鲁棒性,动态性能优于传统的最优跟踪控制。 展开更多

关键词 两轮自平衡车 最优跟踪 滑模控制 最优滑模输出跟踪

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两轮自平衡小车的状态反馈和输出反馈控制 被引量：7

13

作者 符新东 张大兴 袁帅 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第8期90-93,共4页

文中进行了两轮自平衡小车系统简化模型的理论研究,建立了系统的状态方程,应用了线性二次型最优控制理论(LQR)设计了两种稳定控制算法。对于LQR输出反馈控制,用输出量估计出状态量,然后对其进行最优控制。通过Matlab软件仿真,表明这两... 文中进行了两轮自平衡小车系统简化模型的理论研究,建立了系统的状态方程,应用了线性二次型最优控制理论(LQR)设计了两种稳定控制算法。对于LQR输出反馈控制,用输出量估计出状态量,然后对其进行最优控制。通过Matlab软件仿真,表明这两种方法对于两轮自平衡小车都有较好的控制作用,但设计的LQR输出反馈控制的效果更好。 展开更多

关键词 两轮自平衡小车 LQR 状态反馈 输出反馈

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两轮自平衡电动车的结构设计与有限元分析 被引量：7

14

作者 张三川 彭楠 李霞 《郑州大学学报（工学版）》 CAS 北大核心 2011年第1期30-33,共4页

阐述了两轮自平衡车的动平衡原理和条件。对整车进行了结构设计和有限元分析;采用高速电机和下沉式悬架设计方案,有利于降低控制难度和节能;使用玻璃纤维增强型材料PA66制造的减速器惰轮可以满足设计要求,而且减轻了整车重量;所设计的... 阐述了两轮自平衡车的动平衡原理和条件。对整车进行了结构设计和有限元分析;采用高速电机和下沉式悬架设计方案,有利于降低控制难度和节能;使用玻璃纤维增强型材料PA66制造的减速器惰轮可以满足设计要求,而且减轻了整车重量;所设计的自平衡电动车主要参数为:整车尺寸448 mm×660 mm×1350 mm,重31.6 kg,最大爬坡度10°,最大载重量100 kg,可在-5°～5°倾角范围内保持平衡. 展开更多

关键词 两轮自平衡系统 电动车 结构设计 有限元分析

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球形机器人双闭环PID控制设计与仿真 被引量：4

15

作者 吴晗 薛磊 +1 位作者 徐开芸 朱昊 《机电产品开发与创新》 2018年第4期82-84,共3页

针对球形机器人运动模型复杂,平衡控制实现困难等问题,设计了以自平衡双轮小车为运动核心的球形机器人,分析了系统运动特征。根据自平衡小车执行机构特点设计了一种改进型双闭环PID控制算法,解决了球形机器人的平衡及运动速度控制问题,... 针对球形机器人运动模型复杂,平衡控制实现困难等问题,设计了以自平衡双轮小车为运动核心的球形机器人,分析了系统运动特征。根据自平衡小车执行机构特点设计了一种改进型双闭环PID控制算法,解决了球形机器人的平衡及运动速度控制问题,并在MATLAB中对算法进行了仿真分析,得出偏转角以及转速关系曲线。系统实验与仿真结果表明,改进型PID控制算法对球形机器人的运动控制效果良好,可以实现控制要求。 展开更多

关键词 球形机器人 PID控制 自平衡双轮小车

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基于线性CCD的双轮平衡车控制系统设计 被引量：3

16

作者 秦富康 孟凡曦 《机电产品开发与创新》 2016年第4期38-40,共3页

针对双轮车平衡与自动寻迹问题,论文研究了基于线性CCD循迹的双轮平衡车的控制系统,该系统由直立控制,速度控制和导航控制三个闭环子系统组成,能够实现车模直立、加速、减速、循迹和避障等各种复杂动作。使用卡尔曼滤波融合陀螺仪和加... 针对双轮车平衡与自动寻迹问题,论文研究了基于线性CCD循迹的双轮平衡车的控制系统,该系统由直立控制,速度控制和导航控制三个闭环子系统组成,能够实现车模直立、加速、减速、循迹和避障等各种复杂动作。使用卡尔曼滤波融合陀螺仪和加速度计的输出值得到平衡车倾斜角度,用编码器采集两轮脉冲,以线性CCD来采集道路信息,再通过PID算法处理后的输出值控制平衡车的直立,速度和方向。经过实验和实际比赛验证,这种控制系统能够稳定控制平衡车,行进速度快,抗干扰性能强。 展开更多

关键词 CCD 平衡车 控制系统 卡尔曼滤波 PID算法

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基于STM32的自平衡小车结构和系统设计 被引量：3

17

作者 李冠奎 秦云翔 《信息与电脑》 2021年第9期84-86,共3页

笔者重点分析了基于STM32的自平衡小车结构和系统设计,旨在通过软硬件设计做出一个两轮机器人,使其在供电后可实现无人干预下自主平衡直立.在设计过程中,采用STM32F103C8T6单片机和FPGA组合控制的方式控制小车,将集成陀螺仪和加速度计... 笔者重点分析了基于STM32的自平衡小车结构和系统设计,旨在通过软硬件设计做出一个两轮机器人,使其在供电后可实现无人干预下自主平衡直立.在设计过程中,采用STM32F103C8T6单片机和FPGA组合控制的方式控制小车,将集成陀螺仪和加速度计的六轴运动处理组件MPU6050作为姿态传感器,用互补滤波算法对采集的数据信息进行融合,来克服数据的不准确性. 展开更多

关键词 自平衡小车 ARM FPGA MPU6050

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基于无线遥控的两轮自平衡车设计 被引量：3

18

作者 张轩 王富奎 +1 位作者 赵如凡 孙昊 《自动化与仪器仪表》 2016年第3期78-80,82,共4页

提出了一种无线遥控两轮自平衡小车的设计方案,采用陀螺仪和加速度计测量小车的倾斜角度和加速度,通过卡尔曼滤波算法融合出角度,PID对步进电机进行控制。遥控器利用数字加速度计做传感器,实现重力遥感,对小车的方向和速度进行无线遥控... 提出了一种无线遥控两轮自平衡小车的设计方案,采用陀螺仪和加速度计测量小车的倾斜角度和加速度,通过卡尔曼滤波算法融合出角度,PID对步进电机进行控制。遥控器利用数字加速度计做传感器,实现重力遥感,对小车的方向和速度进行无线遥控。实验结果表明,该设计方案能够使小车保持直立,稳定前进后退,无线通信可靠,能实时控制小车的运动形式,并且有一定的抗干扰能力,是检验各种控制方法的典型装置。 展开更多

关键词 两轮自平衡车 K60 无线遥控 重力感应 卡尔曼滤波

原文传递

两轮自平衡小车的建模与控制 被引量：2

19

作者 李杨 战艺 +1 位作者 周晓明 袁辉 《装备制造技术》 2016年第8期27-30,共4页

两轮自平衡小车利用状态反馈法和串级PID控制实现其原地直立。对两轮自平衡车进行建模,通过测量两轮小车的实际物理参数,根据动力学、电气关系建立系统的数学模型,运用设计控制算法来对两轮小车实施控制并通过MATLAB来仿真控制效果。仿... 两轮自平衡小车利用状态反馈法和串级PID控制实现其原地直立。对两轮自平衡车进行建模,通过测量两轮小车的实际物理参数,根据动力学、电气关系建立系统的数学模型,运用设计控制算法来对两轮小车实施控制并通过MATLAB来仿真控制效果。仿真和实验结果表明:基于状态空间表达式的控制器比基于传递函数的控制器有更好的控制效果和鲁棒性。 展开更多

关键词 自平衡小车 控制 仿真

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基于STM32与Android系统远程控制的两轮自平衡车设计 被引量：2

20

作者 纪伟 曾宪阳 +1 位作者 左翠翠 李士垚 《微型机与应用》 2017年第2期90-92,99,共4页

当前市场上已有的平衡车需要站在车上操作遥杆来进行控制,应用范围小,因此设计了以STM32单片机作为主控芯片,配合Android上位机进行远程控制的系统。车载摄像头传感器和温湿度传感器可以实时记录周边环境情况,促使相应处理机制对环境做... 当前市场上已有的平衡车需要站在车上操作遥杆来进行控制,应用范围小,因此设计了以STM32单片机作为主控芯片,配合Android上位机进行远程控制的系统。车载摄像头传感器和温湿度传感器可以实时记录周边环境情况,促使相应处理机制对环境做出应答,保证使用者拥有一个更加安全、可靠、使用寿命更长的可远程控制自主平衡车。实验结果表明,设计的两轮自平衡车平衡稳定性好,抗干扰能力强,能实现Android系统的远程平衡控制。 展开更多

关键词 STM32单片机 ANDROID系统 远程控制 自平衡车 摄像头

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