论文部分内容阅读
当今社会交通压力,汽车尾气,石油燃料大量耗费,空气大气污染,雾霾等是我们关注的焦点也是当下我们致力解决的问题,传统交通工具汽车由于其体积大、堵车、消耗石油燃料、污染耗能等弊端日益显现,急需一种新的交通工具出现,而双轮平衡车由于其具有体积小,机动性强,采用绿色能源供电,无尾气排放,无大气污染等诸多功能,成为当下研究的重点,发展的热点,世界各国争相研究,异常重视。但是双轮平衡车控制复杂,具有强耦合、非线性、强不稳定性,传统PID控制方式很难达到较好的控制效果,因此本文提出基于神经网络的PID控制策略,解决传统PID控制策略的缺陷,实现优化控制。本文采用首先采用对称的方式建立双轮平衡车机械框架,在此框架基础上,进行受力分析,采用拉格朗日方程建立系统数学模型,为后续算法设计提供公式基础,其次对双轮平衡车主控电路、检测电路、驱动电路、显示电路、蓝牙电路、供电等硬件进行设计,搭建硬件平台,而后根据各硬件模块功能要求,进行相关模块的软件编写设计,使其能够正常工作并在该搭建的软硬件平台的基础上,融入控制算法,对比传统双轮平衡车PID控制策略,改进其不足,设计基于神经网络的双轮平衡车PID控制策略,实现最优化控制,使双轮平衡车在自平衡、平衡行驶等过程中,保持更稳定状态。通过制作双轮平衡车模型进行控制算法实际效果实验证,对比传统PID控制算法控制效果,外界条件相同条件下,检测自平衡时双轮平衡车倾角变化曲线以及平稳运行时双轮平衡车倾角运行曲线,对比发现,验证本设计提出的基于神经网络PID控制算法的双轮平衡车,倾角曲线变化更小,运行更为平稳。