1、，所以对于自平衡小车基本上是成立的。当然有时候也会发生度的摇摆范围还是无法满足需求的情况。这时可以给式乘个系数。得到如下公式从上边的函数对比图可以看出，当系数取时，角度范围可以扩大到度。经过这系列的分析，终于得到角度换算方法由得到那么角度就可以通过如下公式计算出而可以从加速度计里读出来，所以这下角度就可以轻松得到了。而之前也说过这个角度不是很精确，但是至少可以反映出角度变化的趋势。不过可以通过卡尔曼滤波等算法把加速度计读出的角度和陀螺仪读出的角度结合起来，使小车的角度更加准确。陀螺仪因为陀螺仪读出的是角速度，又因为角速度乘以时间，就是转过的角度。把每次计算出的角度做累加就会等到当前所在位置的角度。图参考面倾角分析假设最初陀螺仪是与桌面平行，单片机每读次陀螺仪的角速度，当读了。

2、可以得出结论，当时两轮小车可以稳定。在反馈环节中，由对比，可知是的微分，因而称与角速度成比例的控制量为微分控制，称为微分微分控制参数称与角度成比例的控制量为比例控制，称为比例控制参数。又由对小车的运动学分析可知，微分控制参数相当于系统的阻尼力，能起到抑制小车系统震荡的作用。在实际编写程序时将用到式来改变驱动直流电机的占空比。式中为驱动电机的输出量，为比例系数，为微分系数。为车体倾角值，为车体角速度值。本章小结从运动学及控制学两方面分析了两轮小车保持自平衡所学要的条件，并且进行了论证。找到了实现车体保持平衡的方案。系统硬件组成惯性测量单元芯片介绍是由公司生产的全球首例整合性轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时之轴间差的问题，减少了大量的包装空间。内部嵌。

3、计算出小车的倾斜角，也就是与桌面的夹角。上图是重力加速度，分别是在轴和轴的分量。由于重力加速度是垂直于水平面的，得到角角度轴与轴是垂直关系，得到角角度于是轻松的就可以得出角角根据力的分解，三者构成个长方形，根据平行四边形的原理可以得出角角所以计算出角度就等效于计算出了轴与桌面的夹角。前边已经说过是在轴的分量，那么根据正弦定理就可以得出得到这个公式可是还是得不到想要的角度，因为需要计算反正弦，而反正弦在单片机里不是很好计算。角度的正弦与角度对应的弧度成线性关系。如下图图正弦与弧度的对应关系这个图轴是角度，取值范围是度，有三个函数曲线，分别是正弦曲线弧度乘以个系数的弧度从图上可以看出，当角度范围是度时式对于自平衡车来说，小车的摆动范围在度之内，如果超过这个范围，小车姿态也无法调。

4、力干扰使车体产生的角加速度为，对车体进行受力分析可得自平衡车的运动方程。图外力干扰条件下的车体受力车体运动方程在角度很小时，运动方程简化为车体静止时补充圆周运动的切向加速度式中为圆周运动的角加速度。将式经拉式变换转化到复平面，可以得到车体静止时的系统方程为对应车体静止时，系统输入输出的传递函数为可知，系统有两个极点，且有个极点位于右半平面。由奈奎斯特稳定判据可知，当车体静止时系统不稳定。由上小节对小车的运动学分析可知，车体能够回复至平衡位置的额外条件是车轮提供加速度，即相当于在系统中引入比例和微分负反馈。车体引入比例微分反馈后的系统为下图所示图加入比例微分反馈后的系统结构图此时系统的传递函数为，系统两个极点位于，由奈氏判据可知，若使系统保持稳定，需要满足。因此。

5、要用到的坐标系。图空间直角坐标系把安装在自平衡车上时也是这样的水平安装在小车底盘上的，假设两个车轮安装时车轴和轴在条直线上。那么小车摆动时，参考水平面就是桌面，并且车轴轴与桌面始终是平行的，小车摆动和移动过程中轴与桌面的夹角是不会发生变化的，直是度。发生变化的是轴与桌面的夹角以及轴与桌面的夹角，而且桌面与轴轴夹角变化度数是样的。所以我们只需要计算出轴和轴中任意个轴的夹角就可以反映出小车的倾斜的情况了。图以平衡车底盘平面为参考水平面为了方便分析，由于轴与桌面夹角始终不变，我们从轴的方向俯看下去，那么这个问题就会简化成只有轴和轴的二维关系。假设时刻小车上加速度计处于如下状态，下图是我们看到简化后的模型。图车体运动倾斜在这个图中，轴已经简化和坐标系的原点重合在了起。我们来看看如何。

6、三次角速度以后轴转到上图的位置，则在这段时间中转过的角度为角角角角假设从陀螺仪读出的角速度为，那总角度为假设经过次，那么总的角度如下实际上这就是个积分过程。其实这种计算出来的角度也存在定的误差，而且总的角度是经过多次相加得到的，这样误差就会越积累越大，最终导致计算出的角度与实际角度相差很大。于是也可以使用数据滤波算法把加速度计读出的角度结合在起，使计算出的角度更准确。数据滤波算法四元数转化为欧拉角四元数是由爱尔兰数学家哈密顿,在年发明的数学概念。四元数的乘法不符合交换律，故它似乎破坏了科学知识中个最基本的原则。明确地说，四元数是复数的不可交换延伸。如把四元数的集合考虑成多维实数空间的话，四元数就代表着个四维空间，相对于复数为二维空间。四元数是除法环的个例子。除了没有乘法的交。

7、入三轴加速度计三轴陀螺仪和个数字式运动处理硬件加速引擎能为第三方数字传感器提供总线接口。输出位的加速度计数据和位的陀螺仪数据。图芯片引脚图的内置数字式运动处理引擎提供三维运动处理和姿态检测算法。直接输出四元数。能在用户定义的数据采集频率下收集加速度计和陀螺仪的数据。数据处理在处理加速度计和陀螺仪用到的方法都是比较简单的，这里的简单并不是不需要任何基础知识，只是这些基本知识都是最基本的，比如简单的三角函数，数学计算，物理知识。加速度和陀螺仪原理当然，在开始之前需要知道什么是加速度计，什么是陀螺仪。简单的说，加速度计主要是测量物体运动的加速度，陀螺仪主要测量物体转动的角速度。加速度测量我们都知道加速度具有合成定理。简单来说就是重力加速度可以理解成是由三个方向的加速度共同作用的结。

8、轮自平衡车的亮相让人们眼前亮。以电池作能源，清洁无污染，便携灵活新颖等优势使自平衡车迅速博得消费者的青睐。移动机器人是机器人学的个重要分支，对于移动机器人的研究，包括轮式腿式履带式以及水下式机器人等，可以追溯到世纪年代。移动机器人得到快速发展有两方面原因是其应用范围越来越广泛二是相关领域如计算传感控制及执行等技术的快速发展。移动机器人尚有不少技术问题有待解决，因此近几年对移动机器人的研究相当活跃。近年来，随着移动机器人研究不断深入应用领域更加广泛，所面临的环境和任务也越来越复杂。机器人经常会遇到些比较狭窄，而且有很多大转角的工作场合，如何在这样比较复杂的环境中灵活快捷的执行任务，成为人们颇为关心的个问题。双轮自平衡机器人概念就是在这样的背景下提出来的。两轮自平衡小车是个高度。

9、。反过来说就是重力加速度可以分解成三个方向的加速度。加速度计可以测量时刻三个方向的加速度值。而两轮自平衡小车利用加速度计测出重力加速度在轴的分量，然后利用各个方向的分量与重力加速度的比值来计算出小车大致的倾角。其实在自平衡小车上非静止的时候，加速度计测出的结果并不是非常精确。根据高中物理学过的知识，物体时刻都会受到地球的万有引力作用产生个向下的重力加速度。而小车在动态时，受电机的作用定会有个前进或者后退方向的作用力，而加速度计测出的结果是重力加速度与小车运动加速度合成得到个总的加速度在三个方向上的分量。不过为便于分析，暂时不考虑电机作用产生的运动加速度对测量结果的影响。下边开始分析从加速度得到角度的方法。如下图，把加速度计平放，分别画出轴的方向。这三个轴就是我们接下来分析所。

10、芯片介绍数据处理数据滤波算法驱动电路主控单元电源模块芯片介绍芯片介绍电机驱动模块编码器模块系统程序及算法获取数据初始化主函数中的姿态数据处理两轮自平衡车平衡控制的总结设计的主要内容设计的不足参考文献致谢两轮自平衡车平衡控制系统的研究摘要自从在年北京奥运会上的精彩亮相，两轮自平衡车在中国市场已经逐渐为大众所接受。节能环保便携新颖，两轮自平衡车以其独特的优势博取人们的青睐。又两轮自平衡小车以其级倒立摆结构成为控制算法验证实现的独特平台。因此，两轮自平衡小车有较高的研究价值。本设计的重点是抓住两轮自平衡车的基础即平衡控制进行系统设计，结合姿态解算数据融合算法驱动直流电机以实现两轮小车的平衡控制。关键词自平衡姿态解算数据滤波倒立摆引言新型交通方式越来越吸引人们的注意，北京奥运会上双。

11、不稳定两轮机器人，是种多变量非线性强耦合的系统，是检验各种控制方法的典型装置。同时由于它具有体积小运动灵活零转弯半径等特点，将会在军用和民用领域有着广泛的应用前景。因为它既有理论研究意义又有实用价值，所以两轮自平衡小车的研究在最近十年引起了大量机器人技术实验室的广泛关注。由于特殊的两轮结构，自平衡小车本身就是个不稳定系统。如何让双轮小车在保持稳定的基础上实现前后行驶以及自由转向，成为个技术上的问题。解决这问题，将要用到机械设计和自动化专业的知识，涉及电子机械运动学控制学等多学科知识务也越来越复杂。机器人经常会遇到些比较狭窄，而且有很多大转角的工作场合，如何在这样比较复杂的环境中灵活快捷的执行任务，成为人们颇为关心的个问题。双轮自平衡机器人概念就是在这样的背景下提出来的。两轮。

12、换律外，除法环与域是相类的。四元数都是和的线性组合，般可表示为，是实数。如把四元数的集合考虑成多维实数空间的话，四元数就代表着个四维空间，相对于复数为二维空间。图笛卡尔坐标系定义分别为绕轴轴轴的旋转角度，如果用表示，分别为。图四元数的定义毕业论文两轮自平衡车平衡控制系统的研究院部机械与电子工程学院专业班级电气工程及其自动化届次学生姓名学号指导教师装订线目录摘要引言绪论两轮自平衡车的研究背景及研究意义两轮自平衡车的研究背景两轮自平衡车的研究意义两轮自平衡车的研究现状两轮自平衡车的国外研究现状两轮自平衡车的国内研究现状本课题的研究内容及目标自平衡系统的分析控制目标自平衡系统的控制学原理分析自平衡小车平衡原理解析自平衡小车的运动学模型分析自平衡小车的数学建模系统硬件组成惯性测量单。

参考资料：

[1]党政风脱贫攻坚展现出来的伟大精神PPT课件 编号100（第21页，发表于2022-06-24）

[2]党政风脱贫攻坚展现出来的伟大精神PPT课件 编号102（第21页，发表于2022-06-24）

[3]党政风脱贫攻坚展现出来的伟大精神PPT课件 编号132（第21页，发表于2022-06-24）

[4]党政风脱贫攻坚展现出来的伟大精神PPT课件 编号116（第21页，发表于2022-06-24）

[5]党政风脱贫攻坚展现出来的伟大精神PPT课件 编号86（第21页，发表于2022-06-24）

[6]党支部社区社村党建工作述职汇报年终总结通用PPT课件（精选22张） 编号94（第22页，发表于2022-06-24）

[7]党支部社区社村党建工作述职汇报年终总结通用PPT课件（精选22张） 编号70（第22页，发表于2022-06-24）

[8]党支部社区社村党建工作述职汇报年终总结通用PPT课件（精选22张） 编号62（第22页，发表于2022-06-24）

[9]党支部社区社村党建工作述职汇报年终总结通用PPT课件（精选22张） 编号130（第22页，发表于2022-06-24）

[10]党支部社区社村党建工作述职汇报年终总结通用PPT课件（精选22张） 编号92（第22页，发表于2022-06-24）

[11]党支部社区社村党建工作述职汇报年终总结通用PPT课件（精选22张） 编号114（第22页，发表于2022-06-24）

[12]党支部社区社村党建工作述职汇报年终总结通用PPT课件（精选22张） 编号122（第22页，发表于2022-06-24）

[13]党支部社区社村党建工作述职汇报年终总结通用PPT课件（精选22张） 编号158（第22页，发表于2022-06-24）

[14]党支部社区社村党建工作述职汇报年终总结通用PPT课件（精选22张） 编号176（第22页，发表于2022-06-24）

[15]党支部社区社村党建工作述职汇报年终总结通用PPT课件（精选22张） 编号90（第22页，发表于2022-06-24）

[16]冬季防寒保暖知识主题班会PPT课件 编号140（第20页，发表于2022-06-24）

[17]冬季防寒保暖知识主题班会PPT课件 编号88（第20页，发表于2022-06-24）

[18]冬季防寒保暖知识主题班会PPT课件 编号34（第20页，发表于2022-06-24）

[19]冬季防寒保暖知识主题班会PPT课件 编号154（第20页，发表于2022-06-24）

[20]冬季防寒保暖知识主题班会PPT课件 编号68（第20页，发表于2022-06-24）