全自主双轮平衡车数学建模与控制系统研究

作者：徐慧; 孙宏图

来源：机械设计, 2022, 39(07): 111-116.

DOI：10.13841/j.cnki.jxsj.2022.07.010

• 双轮平衡车
• 牛顿法
• 动力学建模
• 线性二次型调节器

为优化全自主双轮平衡车的控制策略，首先对双轮平衡车进行整体受力分析，在此基础上利用牛顿法进行平衡车系统的动力学建模，并根据其数学模型得到状态空间方程；然后给定平衡车的物理参数，根据标准状态空间方程建立线性二次型调节器(LQR)对平衡车施加控制。仿真结果表明，线性二次型调节器在对双轮平衡车的自平衡、速度、位移等控制过程中具有良好的动态稳定性，验证了该控制策略对控制双轮平衡车的可行性，为平衡车的广泛应用提供了良好的理论基础和前提。

• 单位
  天津渤海职业技术学院; 天津机电职业技术学院; 电气学院; 机电工程学院