Question

自平衡两轮车中陀螺仪和倾角传感器各起什么作用

Answer 1

1.陀螺仪的作用
两轮自平衡机器人控制系统除了需要实时的倾角信号，还要用到角速度以给出控制量。理论上可以对加速度计测得的倾角求导得到角速度，但实际上这样求得的结果远远低于陀螺仪测量的精度，陀螺仪具有动态性能好的优点。
（1）陀螺仪的直接输出值是相对灵敏轴的角速率，角速率对时间积分即可得到围绕灵敏轴旋转过的角度值。由于系统采用微控制器循环采样程序获得陀螺仪角速率信息，即每隔一段很短的时间采样一次，所以采用累加的方法实现积分的功能来计算角度值。

（2）陀螺仪是用来测量角速度信号的，通过对角速度积分，能得到角度值。但由于温度变化、摩擦力、不稳定力矩等因素，陀螺仪会产生漂移误差。而无论多么小的常值漂移通过积分都会得到无限大的角度误差。因而不能单独使用陀螺仪作为自平衡小车的角度传感器。
2.倾角传感器的作用
（1）倾角传感器中加速度计可能测量动态和静态线性加速度。静态加速度的一个典型例子就是重力加速度，用加速度计数直接测量物体静态重力加速度可以确定倾斜角度。
加速度传感器静止时，加速传感器仅仅输出作用在加速度灵敏轴上的重力加速度值，即重力加速度的分量值。根据各轴上的重力加速度的分量值可以算出物体垂直和水平方向上的倾斜角度。
（2）加速度计动态响应慢，不适应跟踪动态角度运动；如果期望快速地响应，又会引起较大的噪声。再加上其测量范围的限制，使得单独应用加速度计检测车体倾角并不合适，需要与其它传感器共同使用。
3.原理
其运作原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（Dynamic Stabilization）的基本原理上，利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。

Answer 2

两轮车不是靠陀螺仪，是靠陀螺仪的工作原理-陀螺效应。比如你拿个陀螺，不让他转，你可以轻易改变它轴的方向，但是你给它来个告诉旋转，你再改变它轴的方向不就费劲了嘛，这也是为什么自行车骑快了容易平衡而慢骑就特别不好找平衡的原因。

Answer 3

应该是加速度和双轴的陀螺仪，陀螺仪测量车的倾斜。加速度测量姿态。

追问

你好，能说详细一些吗？

追答

两轮车平衡 同 独轮车平衡原理相同。如下。
1. 起始倾角加速度可以检测出来。调整重心-平衡。
2.在1状态之后，车的倾斜运动等-通过陀螺仪检测出来-调整重心-平衡。