基于載人自平衡車運動控制的優(yōu)化研究.pdf

1、單位代碼10602學號2014011706分類號TP242密級公開==============二==================國屋應腎輕魂謦＼，：／GUAj、I丘XlNoIMALUNIVEK堆；ITV碩士學位論文基于載人自平衡車運動控制的優(yōu)化研究StudonOptimizationofMotionControlBasedonMannedSelfbalancingVehicle學院專業(yè)研究方向年級研究生指導教師完成日期：電子工程學院

2、：電子與通信工程：嵌入式控制：2014級：歐純洋：胡維平教授：2017年4月____________________________________J“西師范人學碩上論文㈣㈣叭IIItlllllllllllll／lUl||11ilunY3260423一基于載人自平衡車運動控制的優(yōu)化研究研究生姓名：歐純洋專業(yè)：電子與通信工程研究方向：導師姓名：胡維平教授嵌入式控制年級：2014級摘要載人自平衡車是一種由電力驅動，具有自動平衡能力的新型綠色

3、交通工具。它突破傳統車的概念，將靜態(tài)穩(wěn)定的車體改進為靜態(tài)非平衡性的車體，具有自動平衡、輕便易攜、節(jié)能減排、適用場景廣等優(yōu)良特點，有望成為下一代個人短途交通代步工具的主力軍。近年來隨著平衡車市場的不斷發(fā)展，平衡車的設計研究也在不斷的深化拓展。如何提高平衡車系統的載人安全性，如何拓寬平衡車的適用場景，如何優(yōu)化其運動控制使平衡車在復雜的環(huán)境中更加靈活圓滿的完成多項任務，是目前平衡車研究領域的主要問題。本論文是在深入調查自平衡車市場的基礎上，基

4、于自平衡車基本框架設計的一款雙輪載人自平衡智能車，并針對運動控制進行了改良優(yōu)化。它不儀實現了將傳統觀念中靜態(tài)穩(wěn)定的車體結構改進為靜態(tài)非平衡性結構，同時也是集環(huán)境采集與檢測、動態(tài)規(guī)劃與決策、行為狀態(tài)控制與執(zhí)行的一套完整的系統。并且相對于其他自平衡車，本文設計的作品在減小成本的基礎上還增加了智能語音反饋安全系統，具有更高的安全性、在后續(xù)的科研中具有更強的拓展性。本論文主要是利用自動控制理論與技術、動力學理論、力學、電子技術、軟件技術等專業(yè)知

5、識，對載人自平衡車系統進行研究分析和設計制作。主要工作如下：1、設計了一款合理的自平衡車研究的平臺，根據設計的總體框架設計各個硬件模塊電路，包括電源電路、電機驅動電路、速度反饋模塊電路、電流電壓檢測電路等；2、在已有平臺和改進電路的情況下，設計了一套軟件控制方案，并完成相應軟件部分的設計；3、針對系統運動控制方面進行改良優(yōu)化，包括設計出直立環(huán)PD，增加速度反饋對PI控制器的優(yōu)化，以及對轉向PD進行改良設計等；4、創(chuàng)新性的增加智能語音安全