基于STM32F103平衡自行车的研究与实现

摘要

自行车是一种欠缺动的系统,其耦合特性会引起不稳定零动态及系统内部动态的发散,在重力环境下,自行车侧向极不稳定,极易倾倒。该特性对系统的鲁棒性十分不利,这使得其平衡控制愈加困难。为了实现自行车的平衡控制和自动寻迹,采用六轴加速度计,陀螺仪MPU6050作为姿态检测传感器,通过互补滤波算法进行数据的融合。采用OPENMV进行引导线识别,使用PID控制算法进行平衡控制和转向闭环。样机实验现象表明,所设计的控制系统及控制算法解决了外部动态的渐近稳定,保证不稳定内部,提高系统的抗干扰能力,在给予主动干扰平衡的情况下,车轮偏转角度经过短暂震荡很快收敛并恢复到平衡位置后继续沿着引导线行驶。