基于MC56F8013主控的两轮平衡车的设计与制作

郭勇 罗乐 周继平 陈涛 王宇 孙大明 廖无瑕

基金项目：2020年大学生创新创业训练计划省级立项项目（项目编号S202011116076），成都工业学院“2017-2020年人才培养质量和教学改革项目”，成都工业学院实验室开放基金项目，成都工业学院引进人才科研启动项目（项目编号175070）

摘要：两轮平衡车是具有强耦合、不稳定、多变量等多种特点的复杂系统，而基于倒立摆模型的两轮平衡车主要依靠平衡和操纵动力来实现系统自平衡。本论文设计了基于MC56F8013数字信号控制器的两轮自平衡小车，自平衡车的姿态检测与车身的平衡控制是通过MPU6050陀螺仪和TB6612电机驱动模块实现的，通过引入蓝牙模块实现了平衡车的无线控制和路径规划。最终的样车实际测试结果表明本两轮平衡车的设计是成功的。

关键词：两轮自平衡车;MC56F8013;姿态控制;PID;电机驱动

中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1672-9129（2020）13-0077-02

1引言

近年来，两轮自平衡车因为拥有绿色节能环保、方便灵活等多种优点因而得到了很大的发展，如今已经有很多关于这方面的研究以及相关的成熟产品问世[1-5]。现实中，两轮自平衡小车可看作是一种简单的移动倒立摆模型，它是一个多变量、多输入、强耦合的复杂控制系统，是自动控制研究领域一个永恒的经典课题。两轮自平衡车的本质是一个自平衡的载体，它不同于自行车或者摩托车，自平衡车的两个轮子是平行排列的。汽车能够通过身体自身的平衡平稳地移动，而两轮自平衡车的设计需要引入内部控制机构来控制平衡，通过控制车辆的前后倾斜来实现前进或后退。……