摘 要：二轮自平衡移动机器人在狭小空间中具有较高的适用性，是一种典型的欠驱动系统。文章研究了二轮自平衡机器人的动力学建模方法，完成了控制系统设计，基于 Simulink 实现了二轮自平衡机器人仿真和控制程序一体化设计，缩短了开发周期。设计了以 STM32 单片机为核心的二轮自平衡机器人控制器，基于 Simulink 编程方式实现了机器人的直立和行进控制。经仿真和实际测试表明，该二轮自平衡机器人能够较好地控制车体保持平衡状态，具有较强的稳定性。
关键词：Simulink；PID 控制；二轮自平衡机器人；STM32
DOI:10.19850/j.cnki.2096-4706.2021.09.037
中图分类号：TP242.6；TP273 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）09-0141-04
The System Design of Two-Wheeled Self-Balancing Robot
PENG Xiaodan，LIU Jinyi
（North China University of Technology，Beijing 100144，China）
Abstract：Two-wheeled self-balancing robot has a high applicability in a confined space，which is a typical underactuated system. This paper researched the method of dynamic modelling for the two-wheeled self-balancing robot and finished the design of control system. Based on Simulink，the integrated design of simulation and control program of two-wheeled self-balancing robot is realized，which shortens the development cycle. A two-wheeled self-balancing robot controller based on STM32 single chip microcomputer is designed. The vertical and moving control of the robot is realized based on Simulink programming. The simulation and actual test show that the two-wheeled self-balancing robot can better control the vehicle body to maintain the balance state and has strong stability.
Keywords：Simulink；PID control；two-wheeled self-balancing robot；STM32
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作者简介：彭小丹（2000—），女，汉族，安徽合肥人，本科 在读，研究方向：智能机器人控制