基于arduino的自平衡电动车的设计.doc

基于Arduino的自平衡电动车的设计

1.9万字 45页 原创作品，通过查重系统


摘 要
自平衡电动车是一种电力驱动、具有自我平衡能力的交通工具。使用者把脚分别放在轮子两侧的折叠式踏板上以后，通过控制重心，从而控制车体的加速与减速。身体向前倾斜是加速，向后倾斜是减速，向左和向右倾斜身体是转弯。自平衡电动车是新一代的节能、环保、便携的代步工具，短途代步非常方便，在环境污染日益严重的背景下，自平衡电动车作为一种新型环保的代步工具，可以有效地缓解资源消耗和空气污染，逐渐成为都市交通中的一种时尚代步工具。自平衡电动车又叫体感车、智能平衡车、自平衡电动车，其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（Dynamic Stabilization）的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。
本文提出了一种两轮自平衡小车的设计方案，采用陀螺仪ENC-03以及MEMS加速度传感器MMA7361构成小车姿态检测装置，使用卡尔曼滤波完成陀螺仪数据与加速度计数据的数据融合。系统选用Arduino开源硬件平台为控制核心，完成了传感器信号的处理，滤波算法的实现及车身控制，人机交互等。整个系统设计完成后，各个模块能够正常并协调工作，小车可以在无人干预条件下实现自主平衡。同时在引入适量干扰情况下小车能够自主调整并迅速恢复稳定状态。小车还可以实现前进等基本动作。


关键字：自平衡 陀螺仪 加速度传感器 动态稳定 Arduino