胥　芳，倪紫京，占红武

(浙江工业大学 机械工程学院，浙江 杭州 310014)

自平衡小车的模型分析与数据处理

胥芳，倪紫京，占红武

(浙江工业大学 机械工程学院，浙江 杭州 310014)

摘要：以单级倒立摆为数学模型的自平衡小车，对小车模型进行了建模和分析，找出影响自平衡的参数，考虑参数在实际测量中的难易程度进一步筛选出能够实现自平衡所需要的重要参数，依据筛选出的参数确定合适的传感器.对传感器的工作原理和传输的数据进行了详细的介绍和分析，由此得出数据的处理方法.通过实际测量的数据和处理后的数据进行对比，确定了其在精度方面的可靠性，也确信了自平衡小车在移动打印领域的可行性.

关键词：自平衡车；倒立摆模型；加速度计

自平衡小车是以单级倒立摆模型为基础的，并能够在偏离平衡状态的情况下自动回到平衡位置的一种轮式机器人[1]，在各个领域都有着广泛的应用.在代步车领域，自平衡小车凭借其占用空间小，转向灵活，功耗低等特点引起了国内外不少学者的关注[2].2002瑞士联邦工业电子实验室的Felix Grasser等通过陀螺毅和光电编码器处理采集数据，研制出DSP控制的两轮移动机器人JOE[3]；同年美国SegwayLLC公司依靠陀螺仪组、倾角传感器收集数据，开发了两轮平台电动车SewwayHT[4]；2007年加州大学圣地哥亚分校使用陀螺仪和加速度计为传感器，制作了独轮自平衡机器人Unibot[5].在代步车领域，自平衡得到了十分广泛的应用.在移动打印……