[发明专利]一种双轮自平衡小车的控制系统

说明书

本发明公开的属于平衡小车控制技术领域，具体为一种双轮自平衡小车的控制系统，包括PID控制器，所述PID控制器的传输端口通过数据线与无线传输模块的传输端口连接，所述无线传输模块的传输端口通过数据线与方向控制手柄的传输端口连接，所述PID控制器的输入端口通过数据线分别与陀螺仪、角速度传感器和速度传感器的输出端口连接，所述PID控制器的输出端通过导线分别与电流控制电路、电机控制电路的输入端连接，所述电流控制电路的输出端通过导线与直流电源连接，通过闭环的控制设计，提高控制的精准性；通过增加远程遥控的控制方式，避免传统的手动直接调节的弊端；较少的电路设计，减少能耗，降低成本。

技术领域

本发明涉及平衡小车控制技术领域，具体为一种双轮自平衡小车的控制系统。

背景技术

双轮自平衡小车是双轮机器人研究的基础，具有多变量、非线性、强耦合等特性。双轮自平衡小车因其结构简单、转向灵活等特点，能在狭窄空间中行驶，以及在特殊环境下执行特殊任务，对变化的地形适应性强，引起新一轮研究热潮和广泛的应用开发。双轮自平衡小车作为控制系统的经典模型，是验证控制理论和力学理论的理想实验平台，为科学理论的实验研究起到了硬件平台的作用，有着巨大的研究价值。

原有的控制系统的组成较为复杂，使得电路回路较多，成本也比较高，为此，我们提出了一种双轮自平衡小车的控制系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双轮自平衡小车的控制系统，以解决上述背景技术中提出的原有的控制系统的组成较为复杂，使得电路回路较多，成本也比较高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双轮自平衡小车的控制系统，包括PID控制器，所述PID控制器的传输端口通过数据线与无线传输模块的传输端口连接，所述无线传输模块的传输端口通过数据线与方向控制手柄的传输端口连接，所述PID控制器的输入端口通过数据线分别与陀螺仪、角速度传感器和速度传感器的输出端口连接，所述PID控制器的输出端通过导线分别与电流控制电路、电机控制电路的输入端连接，所述电流控制电路的输出端通过导线与直流电源连接，所述直流电源的电能输出端与PID控制器的输入端连接，所述电机控制电路的输出端通过导线与直流电机的输入端连接，所述速度传感器的测试端口安装在直流电机的转轴处。

优选的，所述方向控制手柄包括单片机、控制柄和显示器，所述单片机的输入端、输出端分别与控制柄、显示器通过数据线连接，所述单片机的传输端口通过数据线与无传输模块的传输端口连接。

优选的，所述控制柄为摇杆式多方向控制柄组件。

优选的，所述电流控制电路为H桥控制电路。

优选的，所述直流电源的输出电压为12V、5V和3.3V。

优选的，所述电机控制电路为可调电阻式控制电路。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过闭环的控制设计，提高控制的精准性；

(2)通过增加远程遥控的控制方式，避免传统的手动直接调节的弊端；

(3)较少的电路设计，减少能耗，降低成本。

附图说明

图1为本发明系统原理框图；

图2为本发明方向控制手柄的系统原理框图。

图中：1PID控制器、2无线传输模块、3方向控制手柄、31单片机、32控制柄、33显示器、4陀螺仪、5角速度传感器、6电流控制电路、7直流电源、8电机控制电路、9直流电机、10速度传感器。

具体实施方式