两轮自平衡小车系统的开题报告一、选题背景随着科技的不断进步，人们对于交通工具性能的要求也越来越高。在城市中行驶最为普遍的交通工具是汽车、公交和地铁等，但随着城市交通的拥堵和环保意识的增强，寻找新型的短途出行工具已成为大家关注的焦点。近年来，出现了许多新型的短途出行工具，其中最受欢迎的就是电动自行车和两轮自平衡小车。二者相比较，两轮自平衡小车在操控上更加便捷，空间占有较小，是一种可以到达大型城市繁华市区且方便停放的短途出行工具。因此，研究开发两轮自平衡小车发展具有重要的现实意义。二、研究目的本项目旨在设计和研发一种运用传感器和控制器实现自平衡功能的两轮小型出行工具，实现便捷、安全、高效等特性，进一步优化和提高城市交通研发水平。三、研究内容本项目的研究内容主要包括以下几个方面：1.利用传感器实时监测车体姿态，即前后倾斜角以及左右平移角，获取车体的平衡状态；2.利用控制器对传感器采集到的信息进行处理，计算出车体的当前状态，并根据设定的控制策略调整车体的平衡；3.实现车体的直线行驶、转弯、停止等基本功能，并对车体进行优化设计，提高车辆稳定性和行驶效率；4.设计合适的车体结构，包括车体的材质和尺寸等，使之具备较强的承重能力和适应性。四、研究方法1.在硬件方面，选取合适的传感器和控制器，并进行相应的调试和测试，以获得最优的控制参数；2.在软件方面，利用Arduino等开源平台设计实现控制程序，并不断调整和优化程序逻辑；3.经过实地测试和实验验证，不断优化和调整系统参数，提高车体的稳定性和行驶效率。五、研究成果1.设计完成基于传感器和控制器的两轮自平衡小车系统，实现车体的平衡控制，直线行驶、转弯、停止等基本功能；2.优化车体结构和系统调控参数，提高车辆稳定性和行驶效率，适应不同场合的使用需求；3.实现车体灵活转向，配合电机的优化调控性能，使之更好的适应市区道路；4.提供完整的文档和代码，方便其他开发者参考和借鉴。六、研究意义本研究成果将有助于推动两轮自平衡小车这一先进出行工具的发展，以符合市场需求，提高用户体验，同时也将为理论研究提供更有力的支持，推动智能控制技术的研究发展。在以后的各种出行场景中，这种新型出行工具将有很好的应用空间，预期可以为城市出行市场带来新的发展机遇。七、参考文献[1]吴希伟,李勇,王卫民.机器人技术与应用[M].北京:中国水利水电出版社,2009.[2]Andreasson,Henrik,Claesson,Ingvar,andRobertsson,Anders.“Controldesignandstabilityanalysisofatwo-wheeledself-balancingmobilerobot,”RoboticsandAutomation,IEEETransactionson,vol.21,no.5,pp.849–859,2005.[3]现代控制论[M].北京:机械工业出版社,2005.[4]Szabo,Z.andBokor,J.“Ananalysisofclosedloopcontrolofatwo-wheeledself-balancingrobot,”Proceedingsofthe13thIEEEMediterraneanConferenceonControlandAutomation,pp.398–403,2005.[5]Lu,X.andChen,B.“Stabilizingcontrolofatwo-wheeledmobilerobotusingacombinationofrootlocusandquantitativefeedbacktheory,”JournalofControlTheory&Applications,vol.9,no.2,pp.281–291,2011.