一、文献综述
（一）国内外研究现状
近年来，两轮自平衡小车的研究开始在美国、日本、瑞士等国得到迅速的发展。建立了多个实验原机型，提出来众多解决平衡控制的方案，并对原机型的自动平衡性能与运动特性进行了验证。通过对两轮自平衡系统的改造，可快速方便的应用到众多环境中去，如承载、运输、代步等。这其中蕴藏着巨大的商机，相应有些国外公司现在已经推出了商业化产品，并且已经投放到了市场。两轮自平衡小车是移动机器人研究中的一个重要领域[1]。两轮自平衡机器人两轮共轴、独立驱动、车身中心位于车轮轴上方, 通过运动保持平衡, 可直立行走。由于特殊的结构,其适应地形变化能力强,运动灵活,可以胜任一些复杂环境里的工作。另一方面, 从研究意义上看,自平衡小车系统是一个集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合复杂非线性系统和传统的轮式移动机器人相比较两轮自平衡小车有着以下的几个优点：
（1）能够实现在原地回转和任意半径的转向，更加灵活易变的移动轨迹；
（2）具有占地面积小的优点，能够在场地面积很小或者要求灵活运输的场合上使用；
（3）车的结构上有很大的简化，可以把车做的更轻更小；
（4）有着较小的驱动功率，能够让电池长时间供电，为环保型轻车提供了一种新的概念；
（5) 机器人的平衡是个动态过程；机器人在平衡点附近不停地变化进行调节以保持平衡；
两轮自平衡代步车作为一种新型轻便的交通工具,具有运动灵活、结构简单、自平衡控制的特点[2]。代步车在运动过程中需要不断地对车体的运动速度、角度等姿态信息
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