浅谈两轮平衡车的控制原理

前言：在IT行业摸爬滚打了好几年，好不容易从学生熬成了社会人士，通过自己的不断努力又从社会人士熬成了学生。这几年的修行，同道博友给了我很多的帮助，很早之前就有写博客的想法，想借自己绵薄之力来回馈一下默默奋斗的你，但是一直拖着，最近闲暇无事，才真正提笔，愿能够对你有用。

上周末去苏州玩儿，同行小伙伴的侄女骑着一辆小米平衡车，运用自如好拉风的感觉。此时我的职业病又犯了，思考了一下原理，觉得不是很难，就是一个陀螺仪姿态加几个PID的事情（专业毒已病入膏肓）。平衡车的制作冲动从这一刻迸发，回家之后事不宜迟直接着手去做，这都要归功于闲暇的暑期。

通过网上查资料发现，两轮平衡车的资料并不多，大多都是飞思卡尔比赛的直立小车资料，但是两者有一定的联系，由于飞思卡尔资助的原因，限制了器件的选型等，而我们业余的选择是广泛的。我选择了当前主流的STM32F103为主控，成熟的MPU6050陀螺仪加速度计，车架让一位同事帮忙组装，很快平衡车成型，心情有点激动，忍不住要上一张图。

细心的同事帮我加了配重，非常感谢我的热心朋友。（PS：珍惜身边的朋友，他们都是缔造你生命意义的人！）哈哈，这个小车看上去还是有模有样。加配重的原因是让车架的平很轴接近电机轴，也就是车架在水平时，车前后的质量分布基本一致。说的有点抽象，换句话说就是找车架的平衡位置或者平衡角度。

好了，废话说了一大堆，接下来进入正题。

首先从控制板说起，借用以前公司的一个控制板，主要用到的模块有降压模块，PWM与编码器接口，IIC接口，SPI接口TFT屏幕。由于主控板没有集成MPU6050，用了一个外部的小模块，使用IIC接口。电池使用14.8V锂电池，电机驱动是TI的LMD18200，与L298比较相似，但性能更彪悍一些。电机是带正交编码器的减速电机。基本硬件就是这些了，其实这种配置已经算得上豪华配置了，但是都是借用的没有花钱（硬件烧钱，