随着科学技术的快速发展，中国在智能机器人领域取得了显著的成就，给人们的生产和生活带来了便利。本文研究的两轮智能羽毛平衡车属于典型的智能机器人，其动态系统具有多变量、强耦合、非线性和参数不确定性的特点。可以在很小的空房间内转弯，绿色环保，是理想的交通工具。该系统的研究具有很高的理论和实用价值。本文将设计两轮智能平衡车的软硬件系统，使系统最终达到静态平衡和动态平衡。
主要研究工作如下:
(1)分析了两轮智能平衡车的平衡原理和转向原理，建立了车轮、车身和电机的动能模型，然后利用拉格朗日法建立了两轮智能平衡车的数学模型。
(2)以STM32为主控芯片，设计了双轮智能平衡车控制系统的主控板和驱动板电路。主控板电路包括电源转换电路、STM32最小系统和平衡车姿态、速度和转向信息采集电路。驱动板包括以IR2130为驱动芯片的栅极驱动电路和三相桥式逆变电路。
(3)分析了六轴运动处理模块MPU6050中加速度计和陀螺仪测量平衡车体倾角的原理，设计了卡尔曼滤波融合算法，对两者的信息进行处理，得到更准确的倾斜信息。最后，通过MATLAB仿真验证了所设计的滤波器融合算法的有效性。
(4)在硬件平台建立的基础上，设计了两轮智能平衡车的数据采集、PID控制和WIFI通信系统程序。在此基础上，搭建了平衡车测试平台，对电机驱动系统、平衡车的直立、加速和转弯性能进行了测试，验证了软硬件系统的可行性。
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