CN114859700B - 一种两轮智能平衡小车的控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两轮智能平衡小车的控制方法、装置及系统，该控制方法采用三种PID控制算法进行结合，其中直立环使用PD控制，速度环使用PI控制，转向环使用P控制，该方法脱离了传统单一数据信息进行直立控制，融合三轴角速度、线速度信息，并采用两次滤波算法对数据进行融合，在保持两轮智能平衡小车平衡的同时，也保证了其转向和直行的精准度，从而大幅度提升了智能平衡小车的控制精度。

Description

一种两轮智能平衡小车的控制方法、装置及系统

技术领域

本发明属于平衡小车领域，具体涉及一种两轮智能平衡小车的控制方法、装置及系统。

背景技术

随着科学技术的不断进步，机器人领域迎来了改革性的发展，移动机器人作为机器人的一个重要分支领域，其具有良好的移动性和稳定性，适用于各种复杂的环境场合。移动机器人可划分为足式机器人、履带式机器人和轮式机器人等，轮式机器人是移动机器人的一种，其广泛应用于物流、工厂等场景，大大节约了人力物力的成本。两轮智能平衡小车因其具有体积小、结构简单和成本低的特点，成为研究的热点，为理论和实验研究提供了应用平台。但智能平衡小车存在稳定性和可靠性不强、成本高和设计复杂的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种两轮智能平衡小车的控制方法、装置及系统，以解决现有技术中只能平衡小车稳定性和可靠性不强、成本高和设计复杂的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种两轮智能平衡小车的控制方法，其特征在于，

获取线速度和角速度，通过线速度和角速度计算获得直立环PD控制量；

获取转速信息，转速信息与给定的速度进行计算获得速度偏差，将速度偏差和上一时刻的速度偏差输入至一阶滤波算法中，获得稳定的速度偏差，将稳定的速度偏差值积分后，获得速度偏差的积分值，通过速度偏差的积分值和控制速度量计算获得速度环PI控制量；

z轴角速度与期望值0作差获得转向偏差值，转向偏差值输入至转向环P中，转向环P的输出与转向值相加获得转向环控制量；

直立环PD控制量、速度环PI控制量和转向环控制量进行加减运算获得EPWM比较寄存器的EPWMA和EPWMB，通过EPWMA和EPWMB控制智能平衡小车。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述线速度的计算公式为：

其中，accelY和accelZ分别为Y和Z方向上的线速度；

所述角速度的计算公式为：

GyroX为X方向的角速度，gyroX是X轴的输出值，k的设置与位姿检测模块的初始化有关；

通过线速度和角速度获得小车相对于X向的倾斜角度：

angle＝(1-W)*angleY+W*(GyroX*dt+angle) (3)。

优选的，所述直立环PD控制量的计算公式为：

PD_Control＝angle*kp+gryoX*kd (4)

其中，PD_Control为直立环PD的输出控制量，angle为小车相对于X向的倾斜角角度，kp和kd为常量，gryoX为测量得到X轴的角速度。

优选的，所述速度偏差的计算公式为：

EncoderNew＝0-(EnocderL+EncoderR) (5)

其中，EncoderNew为最新速度的偏差值，0为给定的速度值，EncoderL和EncoderR分别为第一增量式霍尔编码器(2)和第二增量式霍尔编码器(3)采集到的信息；

将最新的速度偏差和上一时刻的速度偏差计算获得稳定的速度偏差，计算公式为：

Encoder＝Encoder_last×a+(1-a)×EncoderNew

其中，Encdoer为速度偏差值，Encoder_last为上一时刻的速度偏差值，a为系数。

优选的，z轴角速度与期望值0作差获得转向偏差值的计算公式为：

TurnBias＝0-GryoZ

其中，TurnBias为转向偏差值，GryoZ为z轴角速度；

其中，如果手机控制向左转向，则设定左右转向值为正值；如果手机控制向右转向，则设定左右转向值为负值；如果无转向信号，则设定左右转向值为零；

转向环P的输出与转向值相加的计算公式为：

Turn＝TurnBias*kp2 (11)

Turn＝Turn+Turn_LR (12)

其中，Turn为转向环P控制的输出值，TurnBias为P控制的输入值，kp2为一常量值，Turn_LR为左右转向值。

优选的，EPWM的比较寄存器的EPWMA和EPWMB计算过程为：

M1＝|PD_Control+PI_Control-Turn| (13)

M2＝|PD_Control+PI_Control+Turn| (14)

将公式(13)计算的M1的值赋值给EPWM比较寄存器的EPWMA，将公式(14)计算获得的M2的值赋值给EPWM比较寄存器的EPWMB。

优选的，当控制智能平衡小车的倾角大于45°时，关闭电机，禁止EPWM输出。

一种两轮智能平衡小车的控制装置，包括：

直立环PD控制模块，用于获取线速度和角速度，通过线速度和角速度计算获得直立环PD控制量；

速度环PI控制模块，用于获取转速信息，转速信息与给定的速度进行计算获得速度偏差，通过速度偏差、速度偏差的积分值和控制速度量计算获得速度环PI控制量；

转向环控制模块，用于将z轴角速度与期望值0作差获得转向偏差值，转向偏差值输入至转向环P中，转向环P的输出与转向值相加获得转向环控制量；

EPWM模块，用于将直立环PD控制量、速度环PI控制量和转向环控制量进行加减运算获得EPWM的比较寄存器的EPWMA和EPWMB，通过EPWM的占空比控制智能平衡小车。

优选的，包括主控板、所述主控板连接有电机驱动模块，电机驱动模块同时连接有第一直流有刷电极和第二直流有刷电机；第一直流有刷电机上设置有第一增量式霍尔编码器，第二直流有刷电机上设置有第二增量式霍尔编码器；

所述主控板还连接有位姿检测模块和调试模块。

优选的，所述主控板、第一增量式霍尔编码器和第二增量式霍尔编码器通过12V电池供电。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明公开了一种两轮智能平衡小车的控制方法，该控制方法采用三种PID控制算法进行结合，其中直立环使用PD控制，速度环使用PI控制，转向环使用P控制，该方法脱离了传统单一数据信息进行直立控制，融合三轴角速度、线速度信息，并采用两次滤波算法对数据进行融合，在保持两轮智能平衡小车平衡的同时，也保证了其转向和直行的精准度，从而大幅度提升了智能平衡小车的控制精度。

进一步的，该智能平衡小车控制系统采用DSP C2000系列的芯片，相比于STM32芯片，该芯片引脚功能多，数值处理能力强，在电机控制方面更加专业，其增强型EPWM可以轻松输出复杂的PWM波形。

进一步的，该两轮智能平衡小车及其控制系统具有蓝牙模块、LED显示屏、JTAG接口及USB接口，这对智能平衡小车的平衡控制和调试给予了很大的便利性。

附图说明

图1为本发明一种具体实施方式所提供的智能平衡小车的组成结构框图；

图2为本发明一种具体实施方式所提供的智能平衡小车的控制原理框图；

图3为本发明一种具体实施方式所提供的智能平衡小车的控制程序流程图。

参见图1，1-主控板，2-第一增量式霍尔编码器，3-第二增量式霍尔编码器，4-第一直流有刷电极，5-第二直流有刷电机，6-电机驱动芯片，7-12V电池，8-12V转5V稳压模块，9-OLED显示屏，10-位姿检测模块，11-调试模块，12-蓝牙模块，13-上位机软件，14-CCS软件，15-手机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述：

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了达到上述目的，本发明有如下技术方案：一种两轮智能平衡小车及其控制系统，包括主控板1、两个增量式霍尔编码器，位姿检测模块10、两个直流有刷电机、电机驱动芯片6、手机15、蓝牙模块12和调试模块11等。两个增量式霍尔编码器分别为第一增量式霍尔编码器2和第二增量式霍尔编码器3，两个直流有刷电极分别为第一直流有刷电极4和第二直流有刷电机5。

具体的，所述主控板1的输入端同时与12V转5V稳压模块8、位姿检测模块10和两个增量式霍尔编码器连接。主控板1的输出端同时和电机驱动芯片6和OLED显示屏9连接。主控板1的输入端和输出端均与调试模块11连接，调试模块11为上位机软件13或CCS软件14，使得主控板1能够与上位机软件13或者CCS软件14能够交互的传递信息。主控板1的输入端和输出端均与蓝牙模块12能够交互的传递信息。

12V转5V稳压模块8的输入端与12V移动电源7的输出端相连，12V转5V稳压模块8的输出端和主控板1连接，12V转5V稳压模块8的输出端同时和第一增量式霍尔编码器2以及第二增量式霍尔编码器3连接，使得12V转5V稳压模块8能够同时为两个增量式霍尔编码器以及主控板1供电。

电极驱动模块6的输入端和主控板1的输出端连接，电机驱动芯片6的输出端同时和第一直流有刷电机4的输入端以及第二直流有刷电机5的输入端连接，第一直流有刷电机4的输出端和第一增量式霍尔编码器2的输入端连接，第一增量式霍尔编码器2的输出端和主控板1的输入端连接；第二直流有刷电机5的输出端和第二增量式霍尔编码器3的输入端连接，第二增量式霍尔编码器3的输出端和主控板1的输入端连接。所述电机驱动模块6使用的是电机驱动芯片TB6612FNG，TB6612FNG是一款直流电机驱动器件，它具有大电流MOSFET-H桥结构，双通道电路输出电压和脉冲宽度，分别用于供电和对电机进行调速，可同时驱动两个直流有刷电机工作。手机15通过蓝牙模块12与主控板1连接，所述调试模块11通过其所在电脑的USB接口，与主控板1的JTAG接口和连接。USB接口是连接调试模块11的接口，JTAG接口是连接主控板1的接口

所述主控板1采用DSPTMS320F2806X芯片，DSPTMS320F2806X主控板1与位姿检测模块10、电机驱动芯片6等模块进行连接，主控板1对采集的数据进行计算得到对电机的控制量。

所述两个增量式霍尔编码器分别安装于两个直流有刷电机的尾部，用来测量电机转速。更为具体的，两个增量式霍尔编码器在直流有刷电机的码盘旋转过程中，分别测量A、B两路转速信号，两个增量式霍尔编码器将转速信号分别传递至结合DSPTMS320F2806X的EQEP模块，可以分别测量第一直流有刷电机4和第二直流有刷电机5的旋转方向和电机的转速。

所述位姿检测模块10使用的是MPU6050芯片，集成了3轴陀螺仪和3轴加速度计和一个可扩展的数字运动处理器DMP，结合IIC协议接口进行通信，IIC总线是两线式串行总线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL，用来测量三个方向上的陀螺仪信号和加速度信号。

所述蓝牙模块使用CC5241芯片实现智能平衡小车与安卓手机的通信，该芯片支持UART接口，并支持SPP蓝牙串口协议，使用该芯片进而实现手机控制智能平衡小车的功能。

所述调试模块11中设置有CCS软件14包括上位机软件13，通过使用仿真器结合CCS(code composer studio)软件对主控板1中的程序进行调试编译，并使用上位机软件13对PID调节中相关参数的变化情况进行观测，从而判断智能平衡小车是否达到稳定.

12V电池7即可携带式移动电源，其自身可以储备电能，主要为电子产品等移动设备进行供电。

12V转5V稳压模块8采用LM2596系列芯片，其内部含有基准稳压器和固定频率振荡器，固定输出有3.3V、5V和12V不同版本，可以调整版本输出小于37V的各种电压，使用该芯片可以构成高效稳压电路，该智能平衡小车使用的是固定输出5V版本。

OLED显示屏9使用0.96寸6针OLED显示屏，使用SPI通信协议与主控板1进行通信，从而可以查看相应的数据信息。

该智能平衡小车控制系统采用DSP C2000系列的芯片，相比于STM32芯片，该芯片引脚功能多，数值处理能力强，在电机控制方面更加专业，其增强型EPWM可以轻松输出复杂的PWM波形。

该两轮智能平衡小车及其控制系统具有蓝牙模块、LED显示屏、JTAG接口及USB接口，这对智能平衡小车的平衡控制和调试给予了很大的便利性。

下面介绍本发明的工作原理：

参见图2，图3是智能平衡小车的控制原理图，以车轮轴线为y轴，以智能平衡小车前进方向为x轴，以车轴的中点竖直方向为z轴。将直立环和速度环进行串联，速度环控制的输出作为直立环的输入，直立环控制的输出作为系统的输出，通过整合便可得到图2控制原理图。

首先需要进行直立环PD控制，由位姿检测模块10检测到智能平衡小车的线速度和角速度的信息，通过对线速度进行计算可以得到相应的智能平衡小车的倾斜角度信息，倾斜角度信息通过对线速度进行计算，进而得到相对于y轴的倾斜角度。但是线速度中加速度的累加会影响到测量的精度，所以可以借助角速度的信息对倾斜角度信息进行计算。具体表达式如下：

其中，accelY和accelZ是通过位姿检测模块10得到的Y和Z方向上的线速度，angleY为Y轴方向的倾角信息。GyroX为X方向的角速度，gyroX是位姿检测模块10关于X轴的角速度，其范围为—32768～+32768，k的设置与位姿检测模块10的初始化有关，当初始化为±2000度/s，k＝16.4。。

由于位姿检测模块积分得到的角度会因为自身零点漂移的影响，误差会随着时间逐渐增加，采取一阶互补滤波算法对线速度计算求得的angleY和角速度计算求得的GyroX进行融合得到更加稳定的相对于X向的倾斜角度，表达式如下：

angle＝(1-W)*angleY+W*(GyroX*dt+angle) (3)

其中，angle为一阶互补滤波算法融合后的倾角信息，angleY为Y轴方向的倾角信息，angle+GyroX*dt为位姿检测模块积分得到的角度信息，dt为采样周期，W为滤波器系数，取值范围为[0,1]。

将融合后的角度angle以及位姿检测模块测量的X轴角速度输入至直立环PD，表达式如下：

PD_Control＝angle*kp+gryoX*kd (4)

其中，PD_Control为PD控制的输出，kp、kd为常量。

然后进行速度环PI控制，两个增量式霍尔编码器采集到的转速信息与给定速度值作差运算，得到最新速度的偏差值，表达式如下：

EncoderNew＝0-(EnocderL+EncoderR) (5)

其中，EncoderNew为最新速度的偏差值，0为给定的速度值，EncoderL和EncoderR为第一增量式霍尔编码器2和第二增量式霍尔编码器3采集到的信息。

将最新速度的偏差值与上一时刻的速度偏差值输入一阶滤波算法中，以求得稳定的速度偏差，表达式如下：

Encoder＝Encoder_last×a+(1-a)×EncoderNew (6)

其中，Encoder为速度偏差值，Encoder_last为上一时刻的速度偏差值，a为系数。

将速度偏差值进行累加运算得到速度偏差的积分值，表达式如下：

EncoderI＝EncoderI+Encoder (7)

其中，EncoderI为速度偏差的积分值，Encoder为速度偏差值。

与此同时，手机控制智能平衡小车的前进与后退时，当智能平衡小车接收到向前运动的指令时，设置速度量为正值，当智能平衡小车接收到向后运动的指令时，设置速度量为负值，如果智能平衡小车不前进也不后退，该手机控制速度量为零。表达式如下：

EncoderI＝EncoderI+MoveControl (8)

其中，MoveControl为手机控制的速度量。最后，将速度偏差值和速度偏差值的积分输入至速度环PI控制得到速度环的控制量，表达式如下：

PI_Control＝Encoder*kp1+EncoderI*ki (9)

其中，PI_Control为PI控制的输出量，kp1、ki为常量。

如果仅有直立环和速度环的控制，智能平衡小车在行驶过程中会发生偏航的情况，此时需要加入手机软件控制转向，即转向环P的控制，转向环P控制的作用是使智能平衡小车的行驶轨迹趋近于直线。使用位姿检测模块10测得z轴的角速度，如果手机控制向左转向，则设定左右转向值为正值，如果手机控制向右转向，则设定左右转向值为负值，如果无转向信号，则设定左右转向值为零，使用测得的z轴角速度与期望值0做差求得转向偏差值，表达式如下：

TurnBias＝0-GryoX (10)

其中，TurnBias为转向偏差值，GryoX为z轴角速度。

将转向偏差量作为转向环P控制的输入，转向环P控制的输出与左右转向值相加求得转向环控制量，表达式如下：

Turn＝TurnBias*kp2 (11)

Turn＝Turn+Turn_LR (12)

其中，Turn为转向环P控制的输出值，TurnBias为P控制的输入值，kp2为一常量值，Turn_LR为左右转向值。

最后，在中断程序中将直立环、速度环、转向环的控制量进行加减运算，表达式如下：

M1＝|PD_Control+PI_Control-Turn| (13)

M2＝|PD_Control+PI_Control+Turn| (14)

通过对EPWM寄存器值进行限幅，若M1和M2的值没有超过限制条件，将M1和M2的值赋值给EPWM比较寄存器的EPWMA和EPWMB，通过这两个值来调节占空比(高电压占一个周期的多少)，来等同于调节不同的电压。最后，通过主控板1EPWM波形输出至电机驱动模块6，电机驱动模块6驱动两个直流有刷电机4、5，智能平衡小车就可以保持在一个平衡状态且两个直流有刷电机4、5可以按照要求进行运动。通过三种PID控制结合的方法，提升了系统的精准度

参见图3，图3是智能平衡小车的控制程序流程图，首先给智能平衡小车上电运行，对各器件、函数进行初始化，如：初始化系统时钟、初始化PIE控制寄存器、初始化QEP功能引脚、定时器初始化和IIC模块初始化等，主控板1接收位姿检测模块10的加速度与角速度信息和两个增量式霍尔编码器2、3的信息，等待接收启动控制指令，接收到启动控制指令后开始计算直立环、速度环、转向环的控制量，将最终的控制量设置EPWM的占空比，智能小车可以保持平衡状态，当倾角大于45度时，关闭电机、禁止EPWM输出。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种两轮智能平衡小车的控制方法，其特征在于，

获取线速度和角速度，通过线速度和角速度计算获得直立环PD控制量；

获取转速信息，转速信息与给定的速度进行计算获得速度偏差，将速度偏差和上一时刻的速度偏差输入至一阶滤波算法中，获得稳定的速度偏差，将稳定的速度偏差值积分后，获得速度偏差的积分值，通过速度偏差的积分值和控制速度量计算获得速度环PI控制量；

z轴角速度与期望值0作差获得转向偏差值，转向偏差值输入至转向环P中，转向环P的输出与转向值相加获得转向环控制量；

直立环PD控制量、速度环PI控制量和转向环控制量进行加减运算获得EPWM比较寄存器的EPWMA和EPWMB，通过EPWMA和EPWMB控制智能平衡小车；

所述线速度的计算公式为：

其中，accelY和accelZ分别为Y和Z方向上的线速度；

所述角速度的计算公式为：

GyroX为X方向的角速度，gyroX是X轴的输出值，k的设置与位姿检测模块的初始化有关；

通过线速度和角速度获得小车相对于X向的倾斜角度：

angle＝(1-W)*angleY+W*(GyroX*dt+angle) (3)；

所述直立环PD控制量的计算公式为：

PD_Control＝angle*kp+gryoX*kd (4)

其中，PD_Control为直立环PD的输出控制量，angle为小车相对于X向的倾斜角角度，kp和kd为常量，gryoX为测量得到X轴的角速度；

所述速度偏差的计算公式为：

EncoderNew＝0-(EnocderL+EncoderR) (5)

其中，EncoderNew为最新速度的偏差值，0为给定的速度值，EncoderL和EncoderR分别为第一增量式霍尔编码器(2)和第二增量式霍尔编码器(3)采集到的信息；

将最新的速度偏差和上一时刻的速度偏差计算获得稳定的速度偏差，计算公式为：

Encoder＝Encoder_last×a+(1-a)×EncoderNew

其中，Encdoer为速度偏差值，Encoder_last为上一时刻的速度偏差值，a为系数；

z轴角速度与期望值0作差获得转向偏差值的计算公式为：

TurnBias＝0-GryoZ

其中，TurnBias为转向偏差值，GryoZ为z轴角速度；

其中，如果手机控制向左转向，则设定左右转向值为正值；如果手机控制向右转向，则设定左右转向值为负值；如果无转向信号，则设定左右转向值为零；

转向环P的输出与转向值相加的计算公式为：

Turn＝TurnBias*kp2 (11)

Turn＝Turn+Turn_LR (12)

其中，Turn为转向环P控制的输出值，TurnBias为P控制的输入值，kp2为一常量值，Turn_LR为左右转向值；

EPWM的比较寄存器的EPWMA和EPWMB计算过程为：

M1＝|PD_Control+PI_Control-Turn| (13)

M2＝|PD_Control+PI_Control+Turn| (14)

将公式(13)计算的M1的值赋值给EPWM比较寄存器的EPWMA，将公式(14)计算获得的M2的值赋值给EPWM比较寄存器的EPWMB。

2.根据权利要求1所述的一种两轮智能平衡小车的控制方法，其特征在于，当控制智能平衡小车的倾角大于45°时，关闭电机，禁止EPWM输出。

3.一种两轮智能平衡小车的控制装置，其特征在于，包括：

直立环PD控制模块，用于获取线速度和角速度，通过线速度和角速度计算获得直立环PD控制量；

速度环PI控制模块，用于获取转速信息，转速信息与给定的速度进行计算获得速度偏差，通过速度偏差、速度偏差的积分值和控制速度量计算获得速度环PI控制量；

转向环控制模块，用于将z轴角速度与期望值0作差获得转向偏差值，转向偏差值输入至转向环P中，转向环P的输出与转向值相加获得转向环控制量；

EPWM模块，用于将直立环PD控制量、速度环PI控制量和转向环控制量进行加减运算获得EPWM的比较寄存器的EPWMA和EPWMB，通过EPWM的占空比控制智能平衡小车；

所述线速度的计算公式为：

其中，accelY和accelZ分别为Y和Z方向上的线速度；

所述角速度的计算公式为：

GyroX为X方向的角速度，gyroX是X轴的输出值，k的设置与位姿检测模块的初始化有关；

通过线速度和角速度获得小车相对于X向的倾斜角度：

angle＝(1-W)*angleY+W*(GyroX*dt+angle) (3)；

所述直立环PD控制量的计算公式为：

PD_Control＝angle*kp+gryoX*kd (4)

其中，PD_Control为直立环PD的输出控制量，angle为小车相对于X向的倾斜角角度，kp和kd为常量，gryoX为测量得到X轴的角速度；

所述速度偏差的计算公式为：

EncoderNew＝0-(EnocderL+EncoderR) (5)

其中，EncoderNew为最新速度的偏差值，0为给定的速度值，EncoderL和EncoderR分别为第一增量式霍尔编码器(2)和第二增量式霍尔编码器(3)采集到的信息；

将最新的速度偏差和上一时刻的速度偏差计算获得稳定的速度偏差，计算公式为：

Encoder＝Encoder_last×a+(1-a)×EncoderNew

其中，Encdoer为速度偏差值，Encoder_last为上一时刻的速度偏差值，a为系数；

z轴角速度与期望值0作差获得转向偏差值的计算公式为：

TurnBias＝0-GryoZ

其中，TurnBias为转向偏差值，GryoZ为z轴角速度；

其中，如果手机控制向左转向，则设定左右转向值为正值；如果手机控制向右转向，则设定左右转向值为负值；如果无转向信号，则设定左右转向值为零；

转向环P的输出与转向值相加的计算公式为：

Turn＝TurnBias*kp2 (11)

Turn＝Turn+Turn_LR (12)

其中，Turn为转向环P控制的输出值，TurnBias为P控制的输入值，kp2为一常量值，Turn_LR为左右转向值；

EPWM的比较寄存器的EPWMA和EPWMB计算过程为：

M1＝|PD_Control+PI_Control-Turn| (13)

M2＝|PD_Control+PI_Control+Turn| (14)

将公式(13)计算的M1的值赋值给EPWM比较寄存器的EPWMA，将公式(14)计算获得的M2的值赋值给EPWM比较寄存器的EPWMB。

4.一种通过权利要求3所述装置控制的两轮智能平衡小车的控制系统，其特征在于，包括主控板(1)、所述主控板(1)连接有电机驱动模块(6)，电机驱动模块(6)同时连接有第一直流有刷电机(4)和第二直流有刷电机(5)；第一直流有刷电机(4)上设置有第一增量式霍尔编码器(2)，第二直流有刷电机(5)上设置有第二增量式霍尔编码器(3)；

所述主控板(1)还连接有位姿检测模块(10)和调试模块(11)。

5.根据权利要求4所述的一种两轮智能平衡小车的控制系统，其特征在于，所述主控板(1)、第一增量式霍尔编码器(2)和第二增量式霍尔编码器(3)通过12V电池(7)供电。