两轮电动平衡车的动力学仿真和控制开题报告

1. 研究目的与意义

两轮自平衡电动车运动控制问题而言,它类似于一级倒立摆。

而倒立摆的研究则要追溯到上个世纪50年代,当时mit的控制专家们为了研究解决火箭和导弹的制导过程中的姿态测量与控制问题而设计了倒立摆系统,使它可用于测试和验证各种姿态控制算法的可靠性与可行性。

两轮自平衡电动车属于轮式机器人的范畴,占地面积小、结构比较简单、运动非常地灵活,特别适于在狭小危险的空间内工作;又由于它具有不稳定地动态特性,是一个非常典型的倒立摆运动系统模型,因此使它成为从事控制理论研究者们验证各种控制算法有效性的理想物理平台,能否成功地控制该系统,对我国控制理论的发展有着极其重要的意义。

2. 国内外研究现状分析

详见文献综述部分

3. 研究的基本内容与计划

本课题以电动平衡车为研究对象。

其原理主要是建立在一种被称为动态稳定的基本原理上，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。

本课题内容主要考虑车辆轮胎的非线性模型。

4. 研究创新点

本课题内容主要考虑车辆轮胎的非线性模型，通过动力学仿真分析电动平衡车在多种路况下的运动特性和安全性，为控制系统的设计和改进提供相关参考依据。