电动平衡车简单结构图,电动平衡车初学者教程图片

今天想起了以前大学时期做的两轮自平衡小车，现在和大家分享一下制作经验和平衡小车的原理。

两轮自平衡小车正面

两轮平衡小车侧面

控制单元选择的是stm32c8t6,因为这款单片机的价格相对便宜且引脚较少，最主要的是它的资源足够使用，姿态传感器选择的是mpu6050,这也是比较常用的一姿态传感器了，因为它操作起来相对简单，通信协议是IIC，oled屏显示的是姿态角度，俯仰角和航向角,遥控可以选择蓝牙或者nrf24l01,电池是一块动力电池，充满电后电压12V多一点。

动力电池

电机和支架都是在某宝上买的，电机驱动选择的是tb6612fng,也是一款很常用的电机驱动了，平衡小车硬件原理图如图

平衡小车硬件原理图

现在来谈谈，两轮平衡小车的控制原理，两轮平衡车能保持稳定不倒的原因主要是采用了基于PID控制自动控制原理，现代很多工业上使用的都是PID算法，常见的就是控制电机，温度控制，这里可以拓展一下，现在假设给电机一定的电压，电机就会以一定的速度那转动，此时电机上不要任何负载，也就是电机不受任何阻碍的情况下，如何电机加上负载后，相同的电压下，电机的转速必定会变慢，此时如果通过电流环，和电压环的PID算法来控制电机的话，那么只要电压一定，不管有没有负载，电机的转速都不会改变，两轮平衡小车采用了角速度环，角度环，速度环，其中角速度环是角度环的内环即角度环的输出作为角速度环的输入，角度环的和角速度环主要是来保持小车的姿态稳定，而速度环主要是保持小车在行行进过程的速度保持稳定。当然采集数据后对数据的处理，少不了滤波算法的，滤波算法采用了IIR滤波算法，和卡尔曼滤波算法。PID控制原理图如下所示。

平衡小车pid结构图

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