不知道还有没有做自平衡小车的人。、、分享点点个人小心得

草尼玛 · 发表于 2015-11-30 12:45:50

很久以前就想做个两轮平衡小车，当时在网络上搜了大把大把的资料，下载了大把大把的论文，包括sci的外文（当然大部分都是中国人写的），体会是，90%都是水文，说得头头是道，但是却于我根本都用不上，其实就是一个很简单的问题，却有如此多的论文来研究，瞬间觉得水太深。
在此狠狠批判国内论文水平，很多不及网络上的博客水平。

有幸在阿莫论坛里搜到了一篇绝对是精品之中的精品贴,我敢拍着胸脯说，这个帖子绝无任何水分，尤其里面老外写的一篇关于乐高机器人文章简直就是经典，看了这个帖子我立马找到了方向。
网络上说用ＰＩＤ调，有人说调了两天（肯定有更少或更多）能调到小车站立，以我对PID的了解，用这种方法的人肯定没有建模，这种调程序的方法属于鸟枪法，真的不靠谱。我用的方法，除去调底层驱动程序所花的时间外（这个因人而异），调直立算法只用了半个小时不到（无非就是四个系数稍微放大或缩小）。。。。

我想表明的是，借助于matlab或simulink，这个平衡算法（LQR）原理真的好简单，至于动力学建模，老外早已经做出来了，做得相当好，国内那些建模的期刊论文，完全没必要去理会，总是被我找出问题或者错误的一大堆，一点都不靠谱。数学和物理虽不能精确描述客观现象，但是描述客观现象的近似程度是惊人的。

希望给还处于迷茫中的人一些建议。同时也抱怨一下，之前在这上面浪费掉的时间实在是太多了。
分享一点经验，新手的话最好不要自己做小车的硬件，先在网上买现成的实体，算法自己调。我相信所有做平衡车的人都是冲着控制算法来的，而不是要设计一个两轮小车。。。。

最后如果有新手在在这方面遇到无法解决的困惑（算法或建模方面），可以和我交流。我自认为已啃透这块硬骨头

Ray______ · 发表于 2015-11-30 14:29:02

好的，留下QQ交流

k-ad · 发表于 2015-11-30 15:31:33

楼主就是牛！！！

慢摇1991 · 发表于 2015-11-30 22:43:42

新人，毕业设计就准备做平衡小车，现在才搞好底层驱动，难点也就是在PID和MATLIAB，从来没接触过，做出来了可以提升下自己的能力

草尼玛 · 发表于 2015-12-1 09:27:21

回复【4楼】慢摇1991:
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matlab仅仅是个工具，不是难点。
PID控制的话特别注重经验，几个参数先调什么后调什么，网络上应该都有讲解，建议多参考。
不知你是什么专业，如果是控制专业，最好认真复习一下《现代控制理论》，这个实际运用得多。如果你学的还比较好的话，建议用LQR控制，不需要去深究LQR那些推导公式（当然如果你感兴趣而且数学功底可以就另外了），只要知道算法的思想，其他计算全交给matlab即可。
配合simulink仿真一下看看设置的参数是否合适（尤其是电机的饱和效应，比如电机最高电压12V，尽量使输出控制电压不要超过10V，保证线性度）。
如果你小车的数学模型搭得比较好（误差肯定是有的），在线调参数只需要微调一下小车就能立起来，很便捷的。
祝成功。

wff130 · 发表于 2015-12-1 10:38:01

我也在做平衡小车，电机驱动还没搞懂卡死在这了

arao和xiaomi · 发表于 2017-4-27 23:21:15

你好，能够请教一下一些问题吗

arao和xiaomi · 发表于 2017-4-27 23:30:03

慢摇1991 发表于 2015-11-30 22:43
新人，毕业设计就准备做平衡小车，现在才搞好底层驱动，难点也就是在PID和MATLIAB，从来没接触过，做出来了 ...

层主，你好做出来了吗？可以请教一下吗

慢摇1991 · 发表于 2017-5-5 10:08:54

arao和xiaomi 发表于 2017-4-27 23:30
层主，你好做出来了吗？可以请教一下吗

你把问题详细说出来，应该有搞成功过的大神来给你解疑。

我之前做的是失败的，车子能稳住，但是只要一推，晃几下就倒，后来没再搞，隔了一年了，准备过一段时间会重新打板再做。我自己总结上次失败的问题(若有不对，还请大神指出来):

1.MPU6050只能用其中一个方向来做调平衡(也可能是MPU6050的程序滤波不是完美，我是移植别人空中鼠标的代码，因为我后来实际液晶屏看过，只有一个方向是稳定的，别的两个方向，a.一个是直接跳动，b.另一个是刚上电时候跳动，大约10s左右慢慢平稳，然而我当时板子就是用的是b)。

2.电源我是直接锂电池供电，并没有升压稳压处理，这也是个失误的地方，我自己认为这样会导致当我调好一组PID参数后，电机转一会，电池电压下去了，这样电机的力就不一样了，之前的PID参数就不适用了。

3.得再深入理解PID算法，这样该调什么，怎么调，心里才有低，不然自己瞎搞半天也是云里雾里的。

4.个人觉得PID参数最好搞个卡尔曼之类的来个自适应，这样可能更好点。

arao和xiaomi · 发表于 2017-5-5 16:41:49

慢摇1991 发表于 2017-5-5 10:08
你把问题详细说出来，应该有搞成功过的大神来给你解疑。

我之前做的是失败的，车子能稳住，但是只要一 ...

你好，谢谢你的解答，当遇到问题有热心的人给予帮助哪怕是一点点提示也是极好的，我最近也在弄这个。有两个疑问：第一个就是整套我用了两个stm32，其中一个小的stm32是用来专门检测姿态数据的，然后通过串口把检测到的数据传给大的stm32,测试的时候发现一个问题：如果我单独用一个stm32检测姿态，通过液晶显示的话，三个姿态角数据都是挺稳的，但是用一个小的检测，传给大的stm32过后，开机发现一上电，数据会飘，要到一段时间才会稳定下来。这个是什么原因呢？

arao和xiaomi · 发表于 2017-5-5 16:45:30

arao和xiaomi 发表于 2017-5-5 16:41
你好，谢谢你的解答，当遇到问题有热心的人给予帮助哪怕是一点点提示也是极好的，我最近也在弄这个。有两 ...

还有一个疑问就是：我当前的想法是通过一个姿态角俯仰角来作为PID的输入，要达到的目标就是保持最终的俯仰角为0，经过增量式PID来计算，得到电机的PWM输出，以此来得到小车的平衡，你好，我想问一下我这个方案是否可行呀？

慢摇1991 · 发表于 2017-5-6 09:37:16

arao和xiaomi 发表于 2017-5-5 16:45
还有一个疑问就是：我当前的想法是通过一个姿态角俯仰角来作为PID的输入，要达到的目标就是保持最终的俯 ...

3个方向数据都飘？如果可以，你可以在从机那里加个显示什，这样可以简单验证下一方面的问题。具体原因你得自己验证排除

你的方案思路和我之前的一样。能站立只是第一步，还有前后、转弯之类的后续得考虑考虑

arao和xiaomi · 发表于 2017-5-6 16:28:30

慢摇1991 发表于 2017-5-6 09:37
3个方向数据都飘？如果可以，你可以在从机那里加个显示什，这样可以简单验证下一方面的问题。具体原因你 ...

不是三个方向的都飘，就是开始一上电那一会数据会飘，后来就能稳定住。我是这样想的，先来实现小车的直立，然后一步一步的实现前后转弯这些的，我在上面加了一个显示屏的。我用增量式的PID控制刚才试的时候有一个现象就是当我与水平面夹角增大时，pwm输出变大，变化率较快，速度较快，但是我调整角度变小时，pwm输出变小，变小得较慢，这个是什么原因呀？