以TC264单片机为控制核心设计了能实现高速寻迹与动态稳定的动量轮平衡单车控制系统:运用陀螺仪作为姿态传感器测算车体位置信息并确定小车平衡的机械零点,通过卡尔曼滤波、一阶互补滤波等算法处理陀螺仪读取的车体姿态信息,将滤波后的信息分别输入串级PID(Proportional Integral Differential,比例、积分、微分)控制器的角速度内环与角度内环,使用编码器作为前进速度传感器构建前进速度环,使用摄像头作为循迹传感器构建转向环,通过控制动量轮实现车体控制。测试结果表明,该系统可以实现车体在静止状态及循迹状态下的直立平衡,由自平衡控制、前进速度控制、转向控制共同实现单车系统的循迹平衡控制,表现出较好的控制效果。该研究可为相似的控制工程提供参考。
