自平衡两轮车中陀螺仪和倾角传感器各起什么作用

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  • 应该是加速度和双轴的陀螺仪,陀螺仪测量车的倾斜。加速度测量姿态。
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  • 倾角传感器顾名思义是感应倾斜偏差角度的,只有数据反馈无命令反馈。陀螺仪是测量角速度的,感应动作变量,进而控制舵机进行修复动作命令。  倾角传感器运用的是牛顿第二定律作为工作原理,根据定律,我们知道当倾角传感器静止的时候 ,由于物体的侧面还有垂直方向是受到其他力的作用,只有重力的作用,也就是说作用在它身上的就只有重力加速度了。所以由此产生的重力垂直轴与加速度传感器灵敏轴之间的夹角,就是我们所说的倾斜角,也就是我们所求的角度。倾角传感器分为了三种不同的工作原理,分为了三种类型。第一种倾角传感器类型就是固体摆式,第二种倾角传感器是叫液体摆式,而最后的一种倾角传感器就是气体摆式。这三种不同类型的倾角传感器,它们的工作原理就会有所不同,因其工作原理的不同,从而导致了它所具备的住优缺点就有所差别了。  不管是哪一种类型的倾角传感器都会与陀螺仪有很大的本质区别。像倾角传感器,不管是哪一种,测量的都是静止的倾角。而陀螺仪与倾角传感器相比,它测量的是运动当中的倾角,对于静中倾角测量结果不准确。所以我们在日常生活当中测量倾角时,是选择倾角传感器还是陀螺仪,我们可以根据这一本质上的区别来进行选择了。测量的是静止的倾角,那就要选择倾角传感器,测量的是运动当中的倾角,理所当然是选择陀螺仪了。
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  • 1.陀螺仪的作用两轮自平衡机器人控制系统除了需要实时的倾角信号,还要用到角速度以给出控制量。理论上可以对加速度计测得的倾角求导得到角速度,但实际上这样求得的结果远远低于陀螺仪测量的精度,陀螺仪具有动态性能好的优点。(1)陀螺仪的直接输出值是相对灵敏轴的角速率,角速率对时间积分即可得到围绕灵敏轴旋转过的角度值。由于系统采用微控制器循环采样程序获得陀螺仪角速率信息,即每隔一段很短的时间采样一次,所以采用累加的方法实现积分的功能来计算角度值。(2)陀螺仪是用来测量角速度信号的,通过对角速度积分,能得到角度值。但由于温度变化、摩擦力、不稳定力矩等因素,陀螺仪会产生漂移误差。而无论多么小的常值漂移通过积分都会得到无限大的角度误差。因而不能单独使用陀螺仪作为自平衡小车的角度传感器。2.倾角传感器的作用(1)倾角传感器中加速度计可能测量动态和静态线性加速度。静态加速度的一个典型例子就是重力加速度,用加速度计数直接测量物体静态重力加速度可以确定倾斜角度。加速度传感器静止时,加速传感器仅仅输出作用在加速度灵敏轴上的重力加速度值,即重力加速度的分量值。根据各轴上的重力加速度的分量值可以算出物体垂直和水平方向上的倾斜角度。(2)加速度计动态响应慢,不适应跟踪动态角度运动;如果期望快速地响应,又会引起较大的噪声。再加上其测量范围的限制,使得单独应用加速度计检测车体倾角并不合适,需要与其它传感器共同使用。3.原理其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”(Dynamic Stabilization)的基本原理上,利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器,来检测车体姿态的变化,并利用伺服控制系统,精确地驱动电机进行相应的调整,以保持系统的平衡。
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