matlab平衡小车，基于自抗扰控制算法的两轮自平衡车

硬件选择与方案设计: 胶枪、电转、电表等耐用品工具的价格不计算在内，下列原件总共花了我大概450元吧。无意给淘宝商家做广告，所以请大家自动略过图片中的商家logo。 1. 控制板采用原子的STM32 MINI开发板，不带屏的话138元吧。遥控使用板上的红外接收器，当然理论上也可以使用板上的rf无线模块接口。 2. 方位传感器采用iic接口的9轴模块，花了我88大洋。包括加速度、角速度、气压、地磁传感器，主要是考虑到以后别的用途，如果采用6轴模块的话，应该可以降到50元以内吧。 自平衡小车需要使用到1个角速度分量和2个加速度分量，通过融合滤波得到较为准确的小车倾斜角度值。查看网上几年前的小车，都是使用3个独立ic搭建的，而且还是使用模拟量输入；查找网上资料，现在都是集成ic，接口主要有spi和iic，而且还有中断输入。我买的这个模块只有iic接口，而且没有中断输出，iic接口，故只能采用周期性查询方式；加速度传感器采用的是ADXL345，角速度传感器采用L3G4200D，这两个ic的手册资料是比较齐全的，便于学习。 3. 采用9v减速电机与铝合金支架、轮胎，指导价格98元。卖家给的资料有限，电机的参数不明，减速比都是自己测的。经过实测，电机的减速比大概为150。感觉小车的力矩还是比较大的，但是反应速度不够快；采用减速比100的电机或是大轮胎，应该能够改善小车的动力性能。电机有两个电源输入端口，通过改变电压的正负极，可以改变电机的转动方向；通过改变驱动电压的大小，可以改变电机的转速。 4. 电机驱动模块采用全隔离的L298N驱动板，抗干扰，30元。如果不是光耦隔离的话会便宜很多。卖家给的实物和照片不太一样，有一条pwm控制线5v有效，3.3v无效，说明商家卖出之前没完整的做过测试。我自己并了个电阻搞定了，也便没有跟卖家纠缠了。 模块有4个逻辑控制输入端口，接控制器的4个io口，控制2个电机的转向与停止；2个pwm输入，接控制器的pwm输出，控制2个电机的转速；1个逻辑电源输入接口，从stm32控制板上取电。驱动部分，2个电源输入端口，接聚合物锂电池，考虑到5v稳压模块从电池取电，减速电机又是9v的，建议采用9v以上的电池（我采用的是12v）；4个驱动输出接2个减速电机的4个输入口。 5. 电池采用12v 3000mah的聚合物锂电池，65大洋，不包括充电器的价格。恒定放电电流可达4A，瞬间可达40A。不知道用9v的电池可不可以，当时怕电压太小，所以就没有买。据说普通的电池不能用在小车上，因为电机的瞬间电流很大，普通电池无法提供。 6. 逻辑电路5V供电模块，采用LM2596降压模块从12v锂电池取电，6元。该模块的输出电压可调，我调整到了5v输出。 7. 测速码盘，1个18元。为了省钱省地方，我只用了1个，有了这个就可以得到电机的速度反馈，再通过控制调整小车的速度、位置。小车的动力部分其实不一定要使用减速电机，而可以使用步进电机，这样就可以省掉编码器，而且控制性能更加良好。但这样带来的是需要采用专门的步进电机控制板，还有成本的攀升。不差钱的同志可以考虑采用步进电机方案。 8. 铜柱、洞洞板、连接线等若干。

STM32F103C8T6蓝牙遥控两轮小车代码+超声波检测 自己学习用的 注释较详细 使用L298N驱动电机 支持定时器输出PWM调速 两轮差速控制转向 超声波检测30cm停车

自己做的自平衡小车，基本达到预期效果。制作资料在压缩包里面，供参考。 该两轮自平衡小车硬件设计概述: 控制器:ATmega16；8MHz； 加速度传感器:MMA2260；陀螺仪:EWTS82； 传感器的融合:卡尔曼滤波； 马达:EN_2342CR（速比64）+双路12脉冲编码器+CD40106对信号整形； 驱动板芯片:CD4001+IR2111+IRF1404（驱动电流可以很大）； 图片（拍摄效果不佳），视频如下: 小车实物图展示: 设计分析: 其实控制很简单，利用定时器产生10ms中断，每次中断进行如下工作: 1:AD采样加速度传感器和陀螺仪，然后卡尔曼滤波得出角度与角速度；（滤波模块借鉴老外的）（互补滤波效果感觉不是很好）； 2:计算车轮的速度，积分得出位置； 3:利用PD算法得出PWM值=K1*angle + K2*angle_dot + K3*speed + K4 * position； 4:前进后退给定参考速度计算即可； 注意: 增量式轮速传感器A相中断，读取B相电位判断前进还是后退，在10ms的时间内累加，计算车轮的速度； 由于10ms累加的轮速信号不多，直接计算车体会发抖，所以增加了低通滤波，解决问题； 我在外面增加4个电位器可以手动调节4个K值，方便调试； 附件的文件夹里面有matlab建模的资料，可以求出所需的4个K的值，（参考NXT的），大家可自行调试K值看看对车辆的影响； 电机选取建议: 由于考虑到减速器，而且带传感器。其实后面实践得知可以不要位置传感器，这样选择电机的空间就很大了，买便宜的； 电机扭矩要大；说白了，功率要大；转动惯量大似乎的更稳定，所以不用空心杯的也许更好； 减速比可以大一点，用较大的轮子； 重心越靠下，抗扰性越强；但是可能会影响稳定性； 购买的电机型号参考: 算法: 常用计算方法有两种:互补滤波和卡尔曼滤波；都可以输出校正后的角度与角速度；我采用的是卡尔曼滤波，考虑到单片机的运算能力，是经过精简的，当然这些都是老外做的，关于卡尔曼滤波，我找了很多资料，详见附件内容。

控制系统设计课设\两轮移动式倒立摆的运动控制，两轮自平衡小车原理和控制

基于51单片机的两轮自平衡小车全套设计方案，其中包括源代码 app 电路等资源。