一种基于偏航角的双电机速度同步及平衡控制方法技术
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种双轮电动平衡车中两个驱动电机速度同步的实现方法，具体地说是一种基于姿态传感器偏航角的双电机速度同步及平衡方法，属于电动平衡车控制
技术介绍
双轮电动平衡车是目前新兴的一种短途交通工具，它主要是基于车体内部姿态传感器(包括陀螺仪和加速度传感器等)所检测到的车体姿态变化，通过控制系统控制两个驱动电机来实现车体运动中的两轮速度同步和车体平衡。通常，为了使得双轮电动平衡车在运动时的航向不发生偏转，需要保持两轮的驱动电机在速度上同步，现有的速度控制方法是对速度低的一边车轮上的驱动电机采用适当的PID参数进行增大输出调整，然而这种控制方法无法克服双电机速度做同步时航向偏移的已然发生性以及在低速度情况下测量电机速度不准所导致的控制系统整体稳定性的问题。姿态传感器包含陀螺仪、加速度计和电子罗盘等运动传感器，通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态与方位等数据，利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时输出以四元数或欧拉角或旋转矩...
【技术保护点】
一种基于偏航角的双电机速度同步及平衡控制方法，其特征在于：该方法用到一种双电机控制系统，该系统包括微控制器、两个电机、电机调速器、姿态传感器和PID控制器，所述姿态传感器上整合有陀螺仪和加速度计；在系统上电后，所述姿态传感器高速A/D采样电机的角速度信号和加速度信号并经四元数转换整合后实时输出pitch角度和yaw角度两个姿态角度信号至微控制器，微控制器对pitch角度和yaw角度进行标幺化处理，并将pitch角度标幺值输出至PID控制器，微控制器对前后两个yaw角度标幺值进行比较后输出一个偏离值θ，并将偏离值θ输出至PID控制器，pitch角度标幺值和偏离值θ通过PID控...
【技术特征摘要】
1.一种基于偏航角的双电机速度同步及平衡控制方法，其特征在于：该方法用到一种双电机
控制系统，该系统包括微控制器、两个电机、电机调速器、姿态传感器和PID控制器，所
述姿态传感器上整合有陀螺仪和加速度计；在系统上电后，所述姿态传感器高速A/D采
样电机的角速度信号和加速度信号并经四元数转换整合后实时输出pitch角度和yaw角度
两个姿态角度信号至微控制器，微控制器对pitch角度和yaw角度进行标幺化处理，并将
pitch角度标幺值输出至PID控制器，微控制器对前后两个yaw角度标幺值进行比较后输
出一个偏离值θ，并将偏离值θ输出至PID控制器，pitch角度标幺值和偏离值θ通过PID
控制器运算，输出给电机调速器转换成PWM信号，进而对两个电机进行速度同步和平衡
控制。
2.如权利要求1所述的一种基于偏航角的双电机速度同步及平衡控制方法，其特征在于，所
述微控制器将第一次接收到的yaw角度经过标幺化处理后的结果记载为A，将第二次及以
后接收到的yaw角度经过标幺化处理后的结果与A进行比较得到偏离值θ，并将该偏离
值θ与预先设定的角度极小量ε做比较，当所得偏离值θ大于该角度极小量ε时微控制器
向PID控制器输送当前的偏离值θ，而当所得偏离值θ不大于该角度极小量ε时，微控制
器一方面向PID控制器输送数值零，另一方面将当前的yaw角度赋值于A。
3.如权利要求2所述的一种基于偏航角的双电机速度同步及平衡控制方法，其特征在于，所
述PID控制器包括第一PID模块、第二PID模块和第三PID模块，将两个电机分别记为
A电机和B电机，在第一PID模块的输入、输出端分别设有第一比较器和第二比较器，
在第二PID模块的输入、输出端分别设有第三比较器和第四比较器，在第三PID模块的
输入端设有第五比较器，所述第一、三、五比较器的输入端连接微控制器的输出端，所述
第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘峰，张涛，薛祖播，
申请(专利权)人：南京快轮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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