兩輪自主平衡式移動機器人之設計與控制

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Title:	兩輪自主平衡式移動機器人之設計與控制
Authors:	高劭銓黃國興林熊徵
Contributors:	電子工程系
Keywords:	加速度計陀螺儀脈波調變比例微分積分控制
Date:	2011
Issue Date:	2013-08-05 14:25:27 (UTC+8)
Publisher:	台中;國立勤益科技大學
Abstract:	本論文主要研究目的是兩輪式自主平衡式移動機器人的設計與實現。整個系統是以Atmel公司所開發的AVR系列ATmega16微處理器為控制核心。整合慣性感測器、訊號擷取處理與馬達驅動控制，並使用比例積微分(PID)控制理論建立機器人控制系統。在控制流程上，自主平衡移動系統使用陀螺儀與加速度計量測機器人平台的角速度、傾斜角度與加速度。另外使用馬達磁性編碼器量測兩輪馬達轉動角度與角速度。根據感測器所得到的平台資訊，輸入至控制核心經由PID控制理論計算，再輸出脈波調變訊號(PWM)控制兩輪馬達轉動之扭矩與速度。操作指令與控制參數修正都可以利用紅外線遙控發送至控制核心，而平台資訊可經由藍芽無線傳輸至電腦端即時監看。從實驗測試結果證實，本篇論文所提出的PID控制演算法確實可以實現兩輪自主平衡式移動機器人，在靜態、移動或轉彎功能時都能穩定保持平衡。
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