陀螺儀的作用

兩輪自平衡機器人控制系統除了需要實時的傾角訊號，還要用到角速度以給出控制量。理論上可以對加速度計測得的傾角求導得到角速度，但實際上這樣求得的結果遠遠低於陀螺儀測量的精度，陀螺儀具有動態效能好的優點。

（1）陀螺儀的直接輸出值是相對靈敏軸的角速率，角速率對時間積分即可得到圍繞靈敏軸旋轉過的角度值。由於系統採用微控制器迴圈取樣程式獲得陀螺儀角速率資訊，即每隔一段很短的時間取樣一次，所以採用累加的方法實現積分的功能來計算角度值。

（2）陀螺儀是用來測量角速度訊號的，透過對角速度積分，能得到角度值。但由於溫度變化、摩擦力、不穩定力矩等因素，陀螺儀會產生漂移誤差。而無論多麼小的常值漂移透過積分都會得到無限大的角度誤差。因而不能單獨使用陀螺儀作為自平衡小車的角度感測器。

2.傾角感測器的作用

（1）傾角感測器中加速度計可能測量動態和靜態線性加速度。靜態加速度的一個典型例子就是重力加速度，用加速度計數直接測量物體靜態重力加速度可以確定傾斜角度。

加速度感測器靜止時，加速感測器僅僅輸出作用在加速度靈敏軸上的重力加速度值，即重力加速度的分量值。根據各軸上的重力加速度的分量值可以算出物體垂直和水平方向上的傾斜角度。

（2）加速度計動態響應慢，不適應跟蹤動態角度運動；如果期望快速地響應，又會引起較大的噪聲。再加上其測量範圍的限制，使得單獨應用加速度計檢測車體傾角並不合適，需要與其它感測器共同使用。

3.原理

其運作原理主要是建立在一種被稱為“動態穩定”（Dynamic Stabilization）的基本原理上，利用車體內部的陀螺儀和加速度感測器，來檢測車體姿態的變化，並利用伺服控制系統，精確地驅動電機進行相應的調整，以保持系統的平衡。

定義：利用高速回轉體的動量矩敏感殼體相對慣性空間繞正交於自轉軸的一個或二個軸的角運動檢測裝置。利用其他原理製成的角運動檢測裝置起同樣功能的也稱陀螺儀。 簡介

繞一個支點高速轉動的剛體稱為陀螺(top)。通常所說的陀螺是特指對稱陀螺，它是一個質量均勻分佈的、具有軸對稱形狀的剛體，其幾何對稱軸就是它的自轉軸。 由蒼蠅後翅（退化為平衡棒）仿生得來。

在一定的初始條件和一定的外在力矩作用下，陀螺會在不停自轉的同時，還繞著另一個固定的轉軸不停地旋轉，這就是陀螺的旋進(precession)，又稱為迴轉效應(gyroscopic effect)。陀螺旋進是日常生活中常見的現象，許多人小時候都玩過的陀螺就是一例。