倒立摆系统是非线性、强耦合、多变量和自然不稳定的系统，是检验各种控制理论的理想模型。在控制过程中倒立摆系统能有效地反映诸如稳定性、鲁棒性、随动性以及跟踪性等许多控制中的关键问题。
目前研究的倒立摆主要有两种：一种是底端固定的，另一种是底端沿着固定的轨道运动，其中大部分在直线轨道上运行。
两轮自平衡小车则是一个底端可以自由移动的三自由度倒立摆系统。增加了控制的难度。安装在小车上的倾角计实时地反馈小车的偏角于控制器，控制器通过先进的控制策略实时计算输出两车轮的力矩来控制小车的平衡。
系统特点：
比台式倒立摆它有更多的运动自由度，
可以脱离计算机独立工作，实现更多、实时性更好的控制功能
更方便地加入附加功能（无线电遥控，语音），扩展性强
提供单片机USB通讯协议函数库，适合多种软件开发平台
开放底层单片机控制程序源代码
提供MATLAB控制接口
系统模型：
小车前进的位移；
小车的摆角
小车转动角度
参考实验内容：
PIC单片机C语言开发与应用
系统建模实验分析
系统的开环响应特性分析
PID控制器设计
LQR控制器设计
用户自定义控制算法
MATLAB控制软件及其界面：
控制方框图：
主要技术参数：
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长´宽´高 |
600mm´300mm´400mm |
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电源 |
+12~15V |
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USB通讯速率 |
12Mb/s |
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SPI总线通讯速率 |
3Mb/s |
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持续工作时长 |
>2小时 |
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倾角计 |
Ø 供电电源 +5V Ø 工作电流 <4mA Ø 检测最大角速度 ±90deg/sec(25C) Ø 检测角度量程(单轴) 360 (25C) Ø 响应频率 100HZ Ø 温度漂移 ± 0.025%/C Ø 工作温度范围 -5~75C Ø 模拟量输出 (0~5V) Ø 测量精度 ± 1.0 |
控制器架构:
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使用对象 综合了控制类课程的主要实验项目，可满足本科教学实验，课程设计，毕业设计以及算法研究等不同层次的教学需求。
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