[發明專利]一種雙輪自平衡小車的控制系統

在審

• 申請號: 201810820922.5
• 申請日: 2018-07-24
• 公開（公告）號: CN108710380A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 張婷婷;李蘭蘭;劉會珍;楊苗苗;耿春梅
• 申請（專利權）人: 滁州職業技術學院
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;B62K11/00;H02P7/06
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 俞曉明

本發明公開的屬于平衡小車控制技術領域，具體為一種雙輪自平衡小車的控制系統，包括PID控制器，所述PID控制器的傳輸端口通過數據線與無線傳輸模塊的傳輸端口連接，所述無線傳輸模塊的傳輸端口通過數據線與方向控制手柄的傳輸端口連接，所述PID控制器的輸入端口通過數據線分別與陀螺儀、角速度傳感器和速度傳感器的輸出端口連接，所述PID控制器的輸出端通過導線分別與電流控制電路、電機控制電路的輸入端連接，所述電流控制電路的輸出端通過導線與直流電源連接，通過閉環的控制設計，提高控制的精準性；通過增加遠程遙控的控制方式，避免傳統的手動直接調節的弊端；較少的電路設計，減少能耗，降低成本。

技術領域

本發明涉及平衡小車控制技術領域，具體為一種雙輪自平衡小車的控制系統。

背景技術

雙輪自平衡小車是雙輪機器人研究的基礎，具有多變量、非線性、強耦合等特性。雙輪自平衡小車因其結構簡單、轉向靈活等特點，能在狹窄空間中行駛，以及在特殊環境下執行特殊任務，對變化的地形適應性強，引起新一輪研究熱潮和廣泛的應用開發。雙輪自平衡小車作為控制系統的經典模型，是驗證控制理論和力學理論的理想實驗平臺，為科學理論的實驗研究起到了硬件平臺的作用，有著巨大的研究價值。

原有的控制系統的組成較為復雜，使得電路回路較多，成本也比較高，為此，我們提出了一種雙輪自平衡小車的控制系統。

發明內容

本發明的目的在于提供一種雙輪自平衡小車的控制系統，以解決上述背景技術中提出的原有的控制系統的組成較為復雜，使得電路回路較多，成本也比較高的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種雙輪自平衡小車的控制系統，包括PID控制器，所述PID控制器的傳輸端口通過數據線與無線傳輸模塊的傳輸端口連接，所述無線傳輸模塊的傳輸端口通過數據線與方向控制手柄的傳輸端口連接，所述PID控制器的輸入端口通過數據線分別與陀螺儀、角速度傳感器和速度傳感器的輸出端口連接，所述PID控制器的輸出端通過導線分別與電流控制電路、電機控制電路的輸入端連接，所述電流控制電路的輸出端通過導線與直流電源連接，所述直流電源的電能輸出端與PID控制器的輸入端連接，所述電機控制電路的輸出端通過導線與直流電機的輸入端連接，所述速度傳感器的測試端口安裝在直流電機的轉軸處。

優選的，所述方向控制手柄包括單片機、控制柄和顯示器，所述單片機的輸入端、輸出端分別與控制柄、顯示器通過數據線連接，所述單片機的傳輸端口通過數據線與無傳輸模塊的傳輸端口連接。

優選的，所述控制柄為搖桿式多方向控制柄組件。

優選的，所述電流控制電路為H橋控制電路。

優選的，所述直流電源的輸出電壓為12V、5V和3.3V。

優選的，所述電機控制電路為可調電阻式控制電路。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

(1)通過閉環的控制設計，提高控制的精準性；

(2)通過增加遠程遙控的控制方式，避免傳統的手動直接調節的弊端；

(3)較少的電路設計，減少能耗，降低成本。

附圖說明

圖1為本發明系統原理框圖；

圖2為本發明方向控制手柄的系統原理框圖。

圖中：1PID控制器、2無線傳輸模塊、3方向控制手柄、31單片機、32控制柄、33顯示器、4陀螺儀、5角速度傳感器、6電流控制電路、7直流電源、8電機控制電路、9直流電機、10速度傳感器。

具體實施方式