不同负载下二轮自平衡小车自适应PID控制研究综述
摘要：两轮自平衡小车是一个高度不稳定两轮机器人，本质不稳定两轮小车是一种特殊轮式移动机器人，其动力学系统具有多变量、非线性、强耦合、参数不确定性等特性，是研究各种控制方法的一个理想平台。两轮自平衡小车就像传统的倒立摆一样，其本身是一个自然不稳定体，必须施加强有力的控制手段才能使之稳定。其工作原理是系统以姿态传感器(陀螺仪、加速度计)来监测车身所处的俯仰状态和状态变化率，通过高速中央处理器计算出适当数据和指令后，驱动电动机产生前进或后退的加速度来达到车体前后平衡的效果。
关键词：两轮自平衡小车 PID控制 STM32开发板 陀螺仪
一、引言
随着现代化科技水平的发展，二轮自平衡小车将逐渐成为人们的主要代步工具，它具有污染小、体巧小、质量轻、结构简单等特点，同时为研发节能环保型车提供了一种思路，是未来智能交通的重要发展方向。移动机器人技术随着计算机技术、软件技术、微电子技术、材料技术等相关领域的进步而发展，同航天技术一样，其发展水平甚至代表了一个国家的综合科技实力．两轮直立自平衡小车作为一种特殊的移动机器人，具有地形适应性强、运动灵活、驱动功率小、续航时间长等特性，可以作为运载工具和一些设备的运行平台．两轮直立自平衡小车要求其在完成自身平衡的同时，还能够适应各种环境下的控制任务。小车的平衡控制是控制算法的一个重要分支和典型应用，已成为人们重点研究的课题之一。
二、PID控制
常规PID控制系统原理如图1所示，这是一个典型的单位负反馈控制系统。系统由PID控制器和被控对象组成。
图1 PID控制系统原理框图
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