PID控制器的MATLAB代码-TWIP-自平衡机器人: 双轮倒立摆机器人

简介：
本项目展示了如何使用MATLAB编写PID控制算法来实现TWIP双轮倒立摆机器人的自平衡功能。通过精确调节参数，使机器人能够稳定站立并响应外部干扰。 作为ESD601最终项目的一部分，我们设计并构建了一个双轮倒立摆自平衡机器人，并使用PID控制器进行控制。该项目旨在展示动态系统中控件的常见应用。由于平衡点固有的不稳定性，必须采取适当的可控制性和可观测性措施来使系统稳定在所需的平衡点附近。 本项目的平台是TIVAC系列启动板评估套件EK-TM4C123GXL。项目需求包括：机器人应具备自我平衡能力且在不受控情况下不稳定；控制系统需稳健可靠；基于学术目的，使用Tiva构建系统而不依赖任何第三方库；采用模块化设计，并配备具有足够电池寿命的内置电源。 具体规格如下： - 两个车轮位于重心之上，以确保系统的不稳定性。 - 控制回路应为PID控制，每10毫秒更新一次。 - 系统响应时间应在3秒以内。 - 最大恢复角度设定在15度范围内。 - 单次充电的电池寿命需超过一小时。 项目准备阶段包括制定章程和甘特图。我们还评估了潜在风险，并预计IMU可能会发生故障，因此计划首先使用QEI（正交编码器接口）及车轮编码器作为备用方案进行测试。整个活动分为三个核心小组：研究、设计与实施，每个小组负责不同的任务。 在该项目的研究阶段中，团队深入探讨并评估了多种方法和技术，并详细研究了所有组件和模块的数据表等相关文档。