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农用独轮自平衡车的设计与实验

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针对国内外农业机器人在应用过程中面临的环境复杂、自动化程度不足、成本高、适用范围小等问题,以ESP32单片机为主控单元,基于倒立摆模型和PID控制模型,设计了一款适用性强且经济实用的农用独轮自平衡车.独轮自平衡车采用MPU6050传感器,通过其内部集成的数字运动处理器(DMP)进行数据融合滤波处理,将陀螺仪传感器测量的角度、加速度等信息输送至单片机,并通过多次实验选择确定一组最优的PID参数,以提高自平衡车的稳定性和抗干扰性.单片机通过PID算法得到的计算结果经电机驱动作用至自平衡车,并借助低功耗蓝牙(BLE)进行数据传输、运动控制及机械重心计算,使用直流电机及直流减速电机驱动为其提供动力,从而使独轮自平衡车保持平衡与稳定.通过实验验证,该独轮自平衡车操作简单,工作稳定可靠,满足运动可控和平衡稳定的要求.
Design and Experiment of Single-wheel Self-balancing Vehicle for Agriculture

王震、杨帅、徐青正、时慧杰、李天华、侯加林、周凯、金天国

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山东农业大学后勤管理处,山东泰安271018

山东农业大学机械与电子工程学院,山东泰安271018

山东省园艺机械与装备重点实验室,山东泰安271018

哈尔滨工业大学机电工程学院,哈尔滨150001

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ESP32单片机 MPU6050传感器 PID控制 平衡车 倒立摆模型

国家重点研发计划中国博士后科学基金山东省现代农业产业技术体系建设项目蔬菜产业创新团队项目国家特色蔬菜产业技术体系建设项目

2018YFB13087002019M662410SDAIT-05-11CARS-24-D-01

2022

10.14031/j.cnki.njwx.2022.04.001

农机使用与维修
农业部农机维修研究所

农机使用与维修

影响因子：0.105
ISSN：1002-2538
年,卷(期)：2022.(4)
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