两轮独立驱动电动平衡车的设计开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

近年来，随着科技的飞速发展和人们对便捷、环保出行方式的需求日益增长，电动平衡车作为一种新型的智能代步工具，逐渐走进了大众的视野。

与传统的交通工具相比，电动平衡车具有体积小巧、操作灵活、绿色环保等优点，在短途出行、休闲娱乐等方面展现出巨大的应用潜力。

本选题的研究意义主要体现在以下几个方面：
1.推动智能交通工具的发展：电动平衡车作为一种新型的智能交通工具，其研究和开发有助于推动智能交通工具的技术进步和产业发展，为解决城市交通拥堵、环境污染等问题提供新的思路和方案。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，国内外学者和研究机构对两轮电动平衡车的研究取得了丰硕的成果，涉及平衡控制算法、系统设计、人机交互等多个方面。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题研究的主要内容包括以下几个方面：
1.两轮独立驱动电动平衡车的机械结构设计：根据平衡车的功能需求和性能指标，设计合理的机械结构，包括车架、转向机构、驱动轮等，并对关键部件进行力学分析，确保其强度和稳定性。

2.平衡控制算法研究：针对两轮独立驱动电动平衡车的特点，研究适用于其平衡控制的算法，如pid控制、lqr控制等，并通过仿真和实验对算法的性能进行验证和优化，实现平衡车的自平衡功能。

3.电机驱动系统设计：选择合适的电机类型和驱动方式，设计高效可靠的电机驱动电路，并研究相应的电机控制算法，实现对平衡车运动状态的精确控制。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、仿真建模、实验验证相结合的研究方法，逐步推进研究工作，具体步骤如下：
1.需求分析与方案设计：明确两轮独立驱动电动平衡车的功能需求和性能指标，进行系统方案设计，确定主要技术路线和研究方法。

2.机械结构设计与分析：根据系统设计方案，利用solidworks等三维建模软件进行机械结构设计，并对关键部件进行有限元分析，确保其强度和稳定性。

3.平衡控制算法研究与仿真：研究适用于两轮独立驱动电动平衡车的平衡控制算法，如pid控制、lqr控制等，并利用matlab等仿真软件进行仿真分析，验证算法的有效性和鲁棒性。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.两轮独立驱动结构设计：不同于传统的两轮差速驱动结构，本研究采用两轮独立驱动结构，可以实现更灵活的运动控制，例如原地转向等，提升平衡车的操控性和灵活性。

2.基于多传感器融合的平衡控制算法：为了提高平衡车的稳定性和抗干扰能力，本研究将采用多传感器融合技术，融合陀螺仪、加速度传感器等多种传感器的姿态信息，提高控制算法的精度和可靠性。

3.自适应控制算法研究：针对不同的路面环境和负载情况，本研究将研究自适应控制算法，使平衡车能够根据实际情况自动调整控制参数，提高其适应性和鲁棒性。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

## 两轮独立驱动电动平衡车设计相关参考文献：

1. 刘金琨. 机器人控制系统的设计与matlab仿真[m]. 清华大学出版社, 2018.

2. 赵杰, 赵立军, 陈殿生. 两轮自平衡机器人的模糊滑模控制[j]. 控制与决策, 2017, 32(04): 609-615.