兩輪平衡車的控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及兩輪平衡車技術領域，特別是一種兩輪平衡車的控制方法。
【背景技術】
[0002]平衡車，又叫體感車、思維車、攝位車等。市場上主要有獨輪和兩輪兩類。其運作原理主要是建立在一種被稱為“動態穩定”(Dynamic Stabilizat1n)的基本原理上，利用車體內部的陀螺儀和加速度傳感器，來檢測車體姿態的變化，并利用伺服控制系統，精確地驅動電機進行相應的調整，以保持系統的平衡。
[0003]現有的兩輪平衡車，亟待提高其行駛的平衡性與穩定性。

【發明內容】

[0004]為了解決上述現有的技術問題，本發明提供一種兩輪平衡車的控制方法，采用其步驟，即能夠保證平衡車轉向的靈活性，亦能夠保證平衡車行駛的穩定性。
[0005]本發明解決上述現有的技術問題，提供一種兩輪平衡車的控制方法，包括以下步驟:
[0006]S1:控制器、定時器和傳感器進入初始化；
[0007]S2:傳感器將采集的信號發送至控制器；
[0008]S3:控制器處理采集的信號，得到車體當前的俯仰角度angle、俯仰角速度palastance、車把轉向角采樣值angle_AD及相比時間間隔T。前時的俯仰角度差angle_dif、俯仰角速度差palstance_dif ；
[0009]S4:控制器執行公式(I)
[0010]pwm_add = A.angle_dif+B.palstance_dif
[0011]其中，pwm_add為當前的速度增量;A、B為控制參數；angle_dif為俯仰角度差；palstance_dif為俯仰角速度差；
[0012]S5:控制器執行公式(2)
[0013]pwm = pwm0+pwm_add
[0014]其中，pwm為當前的直行轉速，pwm。為時間間隔T。前時對應的直行轉速；pwm_add為當前的速度增量；
[0015]S6:控制器執行公式(3)和(4)
[0016]pwm_L = pwm+C.angle_AD
[0017]pwm_R = pwm-C.angle_AD
[0018]其中，pwm_L為左電機輸出轉速；pwm_R為右電機輸出轉速；pwm為當前的直行轉速；C為變量，車體左轉向時，C為負值；車體右轉時，C為正值；angle_AD為當前車把轉向角采樣值；
[0019]S7:控制器將得出當前的左電機輸出轉速pwm_L輸出至左電機、右電機輸出轉速pwm_R輸出至右電機。
[0020]本發明更進一步的改進如下所述。
[0021]S7之后跳至步驟S3，執行下一個循環。
[0022]所述傳感器包括加速度計和陀螺儀。
[0023]相較于現有技術，本發明的有益效果是:采用其步驟，即能夠保證平衡車轉向的靈活性，亦能夠保證平衡車行駛的穩定性。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發明兩輪平衡車的控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合【附圖說明】及【具體實施方式】對本發明進一步說明。
[0026]如圖1所示，一種兩輪平衡車的控制方法，包括以下步驟:
[0027]S1:控制器、定時器和傳感器進入初始化；
[0028]S2:傳感器將采集的信號發送至控制器；
[0029]S3:控制器處理采集的信號，得到車體當前的俯仰角度angle、俯仰角速度palastance、車把轉向角采樣值angle_AD及相比時間間隔T。前時的俯仰角度差angle_dif、俯仰角速度差palstance_dif ；
[0030]S4:控制器執行公式(I)
[0031]pwm_add = A.angle_dif+B.palstance_dif
[0032]其中，pwm_add為當前的速度增量；A、B為控制參數；angle_dif為俯仰角度差；palstance_dif為俯仰角速度差；
[0033]S5:控制器執行公式(2)
[0034]pwm = pwm0+pwm_add
[0035]其中，pwm為當前的直行轉速，pwm。為時間間隔T。前時對應的直行轉速；pwm_add為當前的速度增量；
[0036]S6:控制器執行公式(3)和(4)
[0037]pwm_L = pwm+C.angle_AD
[0038]pwm_R = pwm-C.angle_AD
[0039]其中，pwm_L為左電機輸出轉速；pwm_R為右電機輸出轉速；pwm為當前的直行轉速；C為變量，車體左轉向時，C為負值；車體右轉時，C為正值；angle_AD為當前車把轉向角采樣值；
[0040]S7:控制器將得出當前的左電機輸出轉速pwm_L輸出至左電機、右電機輸出轉速pwm_R輸出至右電機。
[0041]采用上述步驟，即能夠保證平衡車轉向的靈活性，亦能夠保證平衡車行駛的穩定性。
[0042]其中，參數A、B、C的取值范圍分別為:500蘭A蘭250 ;12蘭B蘭5 ;5蘭C蘭I ;本發明將俯仰角度和俯仰角速度結合起來，根據俯仰角度差和俯仰角速度差的大小分段選用不同的控制參數A和B。當俯仰角度和俯仰角速度變化幅度較小時，參數A和B相對較小，可保證車輛行駛的平穩性；當俯仰角度和俯仰角速度變化幅度相對較大時，選用數值較大的參數A和B，以使得車輛具有較快的速度響應特性，以保證車輛能在較短時間內實現自動平衡。
[0043]為了兼顧車輛轉向的靈活性和行駛的穩定性，參數C根據當前直行轉速pwm的大小分段取值。當pwm較小時，C取大值，以增加平衡車低速轉速的靈活性；當pwm相對較大時，C取小值，以保證平衡車高速轉速的穩定性。
[0044]本發明S7之后跳至步驟S3，執行下一個循環，其中的T。可選為I?5毫秒。
[0045]本發明的傳感器包括加速度計和陀螺儀。
[0046]以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限于這些說明。對于本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種兩輪平衡車的控制方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:控制器、定時器和傳感器進入初始化； S2:傳感器將采集的信號發送至控制器； S3:控制器處理采集的信號，得到車體當前的俯仰角度angle、俯仰角速度palastance、車把轉向角采樣值angle_AD及相比時間間隔T。前時的俯仰角度差angle_dif、俯仰角速度差palstance_dif ； S4:控制器執行公式(I)pwm_add = A.angle_dif+B.palstance_dif 其中，pwm_add為當前的速度增量；A、B為控制參數；angle_dif為俯仰角度差；palstance_dif為俯仰角速度差； S5:控制器執行公式(2) pwm = pwm0+pwm_add 其中，pwm為當前的直行轉速，pwm。為時間間隔T。前時對應的直行轉速；pwm_add為當前的速度增量； S6:控制器執行公式(3)和(4) pwm_L = pwm+C.angle_AD pwm_R = pwm-C.angle_AD 其中，pwm_L為左電機輸出轉速；pwm_R為右電機輸出轉速；pwm為當前的直行轉速；C為變量，車體左轉向時，C為負值；車體右轉時，C為正值；angle_AD為當前車把轉向角采樣值； S7:控制器將得出當前的左電機輸出轉速pwm_L輸出至左電機、右電機輸出轉速pwm_R輸出至右電機。2.根據權利要求1所述的兩輪平衡車的控制方法，其特征在于:S7之后跳至步驟S3，執行下一個循環。3.根據權利要求1或2所述的兩輪平衡車的控制方法，其特征在于:所述傳感器包括加速度計和陀螺儀。
【專利摘要】本發明提供一種兩輪平衡車的控制方法，包括步驟：S1:控制器、定時器和傳感器進入初始化；S2:傳感器將采集的信號發送至控制器；S3:控制器處理采集的信號，得到車體當前的俯仰角度？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？、俯仰角速度、車把轉向角采樣值及相比時間間隔T0前時的俯仰角度差、俯仰角速度差；S4:？控制器執行公式（1）；S5：控制器執行公式（2）；S6:控制器執行公式（3）和（4）；S7:控制器將得出當前的左電機輸出轉速輸出至左電機、右電機輸出轉速輸出至右電機。本發明的有益效果是：采用其步驟，即能夠保證平衡車轉向的靈活性，亦能夠保證平衡車行駛的穩定性。
【IPC分類】B62K11/00, B60L15/28
【公開號】CN105059446
【申請號】CN201510497783
【發明人】焦新濤, 曹一波
【申請人】深圳市寶樂機器人技術有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月14日