传感、控制和电力驱动的相互结合衍生出一批新颖的个人代步工具,为出行提供了更多的选择,方便了人们的生活。这些代步工具的驾驶方式主要分为体感控制和手动控制两种,其中使用体感控制的智能代步车具有结构简单,功能新颖,可操作性强的特点,是目前个人代步交通工具领域的一个重要研究方向。体感控制技术的核心是姿态的检测,本文利用MEMS传感器体积小易于集成的特点,使用MEMS三轴加速度计,三轴磁力计和三轴陀螺仪组成姿态检测系统。为了提高测量精度,建立了测量误差模型,对相关传感器进行了校正。同时,结合惯性导航及数字滤波技术,根据这三种传感器在测量加速度,地磁和角速度上的不同特点,进行数据融合,进一步提高姿态检测的准确性,并通过Matlab对融合算法的性能进行了对比分析。另外,智能代步工具对驱动系统的可靠性和紧凑性提出了更高的要求,无刷直流电机是一种应用趋势。本文以具有梯形反电动势的三相四极有感无刷直流电机为本体,根据负载情况和所使用电机的相关参数在Simulink中建立了完整的电机、驱动、转速PID和电流滞环控制器的仿真模型,对智能代步车驱动系统工作时的转速、转矩、电流和反电动势等特性进行了研究。同时,对包括三相逆变桥、信号转换和隔离、供电单元以及电压电流检测单元的驱动系统硬件电路进行了设计。在此基础上,以TMS320F28335 DSP作为控制器,编程实现了电机的驱动和控制。仿真和实验结果表明,经过校正后,MEMS传感器的测量精度得到提高,融合算法的运用使姿态检测的结果更加准确,增强了姿态检测系统对振动和加减速的抵抗能力;无刷直流电机在基于DSP的数字PID控制下运行稳定,响应迅速,噪音很小,使智能代步车具备了良好的体感操控能力和电动行驶能力。