自平衡小车－6 　优雅的摇摆　总结
 
系统设计：
 
关键：　1) 重心要低,比如无电时能放置静止站住；2) 电机要有力；　3)加速度角速度数据要滤波融合。
 
经九牛二虎之力，总算看到了稳定的摇摆。
改变原设计，把光盘骨架再降一个半螺丝的高度降低重心(光盘距离轮子的距离只有2mm了)，去除18650电池降低重量，用USB给板子供电，用板子上的VDD 5V也给电机驱动供电(经升压模块升压到10V)，终于实现优雅的摇摆。
 
视频：三天前晚上，用两个绿LED闪动表示测到前后倾
 
https://v.youku.com/v_show/id_XMzE1MTM3OTk4OA==.html
 
视频：今天改用红绿LED亮灭变化表示测到前后倾，也是PWM正负标志。
 
 
说明：这是用USB连接计算机供电，看来计算机的USB可以供应全部耗电。那个白色的充电宝仍在上面但没使用。这时USB线有微弱的限制大幅摆动的阻尼作用，可以保证摇摆的优雅。可以几乎无限长期保持，常常静止一段时间如很多分钟，然后就不知道受到什么扰动会自己摇摆几秒后再次静止。有时静止时仍有短暂的灯闪。
 
　　如果不用计算机供电，使用车架上的充电宝供电，USB线就没阻尼作用了，仍然较快发生向一边倒去。这电源还是重了。　
 

 

 
设置：
MPU6050设置：＋－2g, +-2000, 采样频率250Hz.
程序的中断间隔是4ms。小车是放在一个椅子上调试和观察的
用板上一个绿一个红LED做PWM正负标志，即是没运动，也可看到有变化发生。
 
调试记录：　使用串口绘图软件绘制有关数据，方便有目的的调试。
串行通讯数据直接显示，图中表示：　灰线和红是加速度原始数据和滤波后数据，蓝线和黑是角速度原始数据和滤波后数据，　绿线是融合数据，数据作合理缩放和平移以便显示在同一坐标为。图示的时间范围大约7~8秒。
最后PWM就是绿为主、黑为辅的PD权重结果。
 
静止时的毛刺，单独加速度原始灰、滤波红、融合绿：(首图不用角速度)　持续时间短的瞬时毛刺几乎是不影响运动的。

 

以下数据展示调整，最上部是蓝和灰　表示原始数据，中间是黑和红：滤波后数据，最下的绿是融合后的数据。

 

剧烈波动的灰蓝的原始数据到最后绿色的融合结果，已经是很缓和了

 

来源未知的扰动(人没感觉到震动)：
 
看起来静止时，发现的现象，未知影响：估计来自其他震动或电路干扰。
 
振荡: 开始出现较均匀的振荡，常在D参数较小或为不用时出现，可用于先独立调试P。
 
均匀的振荡：P参数差不多了：
 
 
这样的不规则逐渐衰退振荡是似乎表示正在走向成功：
 
用手捶椅子时，扰动效果，可看到最后的绿线变动基本恰当响应：



 

OK,历史两月的业余时间，呵呵，很有意思。这确实是研究平衡的基础。
 
平衡实现了。运动倒没有想的那么难，只要在平衡的基础上加上少量的PWM，　就可实现前进后退转弯旋转等。