改進的兩輪直立車多回路控制

摘要：兩輪直立車傳統單回路PID閉環算法實現簡單,成為常用的基礎算法,但直立車系統具有非線性、欠驅動、高階次、自然不穩定等特點,單級PID不能實時有效地進行調節,且由于直立環與速度環并聯產生耦合,導致在車速較高時該方法的控制不穩定。針對這一問題,采用比值法、四元數-互補濾波法和平均速度法提高車輛和環境信息的準確度,并設計了串級行駛和串級轉向PID控制系統。經過實際調試和與傳統方案的數據對比分析,結果顯示,兩輪直立車在平衡保持跟蹤和循跡方面的穩定性、抗干擾能力以及控制精度都獲得了較大提升。