平衡

提问


卓老师,我制作的直立平衡车没有机械平衡点,该如何测量它的高度呢?想让我的直立车平衡只能让他被前面的电池顶住不动,这样算平衡吗?


设计的没有机械平衡点的车模结构


回复


双轮直立车模在没有施加姿态反馈控制之前,是一个不稳定系统。它的重心在车轮与地面的支撑点之上,所以车模相当于一个机械倒立摆(Inverted  Pendulum)。在车模直立平衡点(机械零点)附近,外部的一个小的扰动,就会促使该机械倒立摆迅速倾倒。


倒三角的倒立摆 + LQR姿态控制


通过对车模姿态的测量(倾角、角速度),然后对于车模车轮转速进行控制,从而是其保持直立稳定。


在直立稳定状态下,车模形成一个非最小相位的稳定系统。在此基础上再施加速度控制,则需要利用对车轮的加速度控制,改变车模的重心位置,从而在直立闭环的作用下,使得倒立摆系统产生所需要的加速度。这样就可以一边保持直立状态,一边进行加速,或者减速,达到控制速度的目标。


车模在加速时,车模的重心前移。车模在减速时,车模的重心后移。车模在匀速运行(或者静止)的时候,重心则通过车轮与地面的支撑点,保持稳定。



如果你的车模的重心在整个姿态可调节的范围内,都始终处在车模前面,即车模总是往前倾倒。则该车模在保持直立状态是,则需要始终处于往前的加速度过程。无法对其进行减速和匀速运行,否则车模就会倾倒,发生车体接触地面的情况。


你所展示的现在车模无法保持直立情况,是无法满足车模在赛道上可控运行。需要在之后的机械调节使其姿态调节范围内存在一个机械平衡点。



测量车模尺寸(长、高、宽)时,使用手扶着车模,找到其机械平衡点的位置,然后测量此时的车模尺寸。




提问:卓大大,s-d5升级版配套齿轮什么时候会单独出售,我们舵机齿轮坏了好几个了,舵机都快买不起了。

回复:

  1. 舵机方面的销售部分请你们直接与供应商联系;

  2. 如果遇到的齿轮损坏,也请你们仔细总结为何损坏,否则这学费就白交了: 是否增加了车模防撞保护措施? 是否在舵机输出增加了防撞缓冲环?是否使用了正确的工作频率和工作电压?是否控制指令过多出现的突变?




提问:老师 节能组类似于这样的结构允许吗

回复:这个压路机式的车模结构的确与一般的车模不太一样。但整体上还是属于底盘+车轮方式,所以就不再允许这类前后双滚轮方式的车膜结构应用于节能组别。




提问:大佬,当你和规则冲突时,该听谁的?

回复:听规则的。因为我有时候在回复的时候出现错误。另外,谢谢你反馈的我回复中的错误。如果存在我的回复语规则矛盾,我会及时更正的。




提问:卓老师我看你在评论里说这个可以用,但是我看了这有stm32啊?真的可以用吗?能不能稍微看一下给个肯定的答复

回复:如果你看到包括有STM32 ,则不允许使用。同学在公众号给我发送的连接网页中,我没有注意到其中注明其中包含有其它MCU的内容。 


现在市面上此种激光测距模块很多。这款价格比较昂贵。如果其中包括有STM32MCU,则大家不要使用这款模块了。建议选择其他相似的激光测距模块即可。