开源自平衡自行车

2023-08-11

产品概述

为更好地赋能欠驱动系统的研究和产业化，公司推出自主研发的开源自平衡自行车系统，核心运动控制系统和伺服驱动器全自主开发，为教学和科研提供优越的开放性支撑。开源自平衡自行车系统是基于CSPACE控制系统和MATLAB/Simulink开发的教科研平台，由自行车本体、控制系统、驱动器系统、上位机软件和电源系统组成。

该系统控制算法源代码开源，提供丰富的运动学、动力学控制实验以及伺服电机控制实验案例，如运动学实验、欠驱动系统自平衡控制实验、转向平衡控制实验、室内导航自主运动控制实验。该系统既可以作为自动化专业、机器人专业、机械电子专业、智能制造专业、机械工程专业中相关如《机器人学导论》、《机器人控制技术》、《计算机控制技术》、《电机与伺服控制》、《机器人伺服驱动技术》、《机器人机电一体化技术》、《机器人操作系统》等课程的配套实验实践平台，又可以作为相关专业和课程的运动学、动力学及伺服驱动算法的科研平台。

产品特点

1、开源成熟平衡自行车产品为实验载体，支撑机器人建模仿真、机器人学、机器人控制、机器人动力学等教学实验，以及科研领域的算法验证实验等。

2、控制器采用CSPACE进行开发，硬件平台基于TI DSP28335,外设接口丰富，运算速度快，采用Matlab/Simulink软件进行编程，可以更好更快地研究高级自动控制算法。

3、提供丰富的案例，方便地掌握欠驱动控制系统的技术，进行更深入的研究。

4、提供丰富的应用场景：高精度定位与导航，基于视觉的自动跟随等。

系统平台组成

开源自平衡控制系统主要部件和连接关系如图2所示，分为控制系统和执行系统两部分。控制系统由主控计算机和实时控制器两部分组成。自平衡控制程序在Matlab/Simulink中编写、编译和调试，在控制器中执行。上位机和控制器之间通过串口总线连接。执行系统主要由自行车本体，自主研发的伺服电机和配套的电气部件构成。

1、CSPACE控制器

CSPACE控制与半实物仿真系统是基于TMS320F28335 DSP和MATLAB/Simulink开发，拥有AD、DA、IO、Encoder、PWM、CAN、SPI等丰富的硬件外设接口，以及一套功能强大的监控软件。结合计算机仿真和嵌入式实时控制技术，能实现硬件在回路（HIL）和快速控制原型（RCP）设计的功能，也是基于模型设计（MBD：Model-Based Design）典型的产品。CSPACE控制器如图3所示，控制器参数如表2所示。是可对标国际先进的控制与半实物仿真领域的产品。