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题名多回路PID控制下的两轮平衡车系统设计
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作者
刘泽伟
冯靖靖
李婉钰
赵倩
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机构
曲阜师范大学工学院
曲阜师范大学计算机学院
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出处
《自动化仪表》
CAS
2022年第11期19-23,28,共6页
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基金
国家大学生创新创业训练基金资助项目(202110446162)。
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文摘
为解决两轮平衡车的传统比例积分微分(PID)控制稳定性差、高速循迹难的问题,设计了以角速度环为主回路的多串级PID控制器。将速度环串入直立双环,进而将对两者的间接控制转化为对角速度的控制,可有效消除变量间的耦合。为提升平衡车姿态角检测中的精度,采用卡尔曼滤波进行角速度和加速度的数据融合。试验结果证明,该算法在动态环境下的精度较高。考虑到PID参数调节费力耗时的问题,利用云端手机编程环境(APP Inventor)进行手机APP开发。手机蓝牙与系统进行主从一体式通信,规避了系统控制器端参数需重复调试的问题。经过实际调试后,系统在平衡维持和循迹方面的抗干扰能力良好、响应迅速,同时速度提升后的转向稳定性未受影响。
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关键词
平衡车
六轴惯性测量单元
卡尔曼滤波
多回路比例积分微分
虚拟示波器
手机APP
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Keywords
Balance car
Six-axis intertial measurement unit(IMU)
Kalman filter
multi-loop proportional intergral differentional(pid)
Virtual oscilloscope
Mobile APP
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分类号
TH-39
[机械工程]
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