好啦接下来会介绍制作一只n20减速电机 机器人的详细教程，其中包括一些有关自动控制的n20减速电机 机器人原理和个人遇到的一些问题和经验总结。另外值得说明的是，实现自平衡机器人的完整控制需要大量的参数调试过程，因此本教程会尽量以通俗的方式介绍n20减速电机 机器人原理和调试方法，但还是需要您拥有一定的电子制作基础、熟悉Arduino的使用、较强的动手能力，以及坚定的极客精神，祝成功:-)

原理篇

自平衡小车是一种典型的倒立摆控制模型，什么是倒立摆呢，普通的钟摆相信大家都见过

当物体离开垂直的平衡位置之后，便会受到重力与悬线的作用合力，驱动重物回复平衡位置，这个力称之为回复力，其大小为

F = − mg*sinθ

在偏移角度 θ很小的情况下， sinθ ≈ θ，所以回复力与偏移的角度之间大小成正比关系, 方向相反，在此恢复力作用下，单摆便进行周期运动。

而考虑在空气中运动的单摆，由于受到空气的阻尼力， 单摆最终会停止在垂直平衡位置。空气的阻尼力与单摆运动的角速度成正比， 方向相反。阻尼力越大，单摆越会尽快在垂直位置稳定下来。

我们的车模其实就相当于一个倒立的钟摆，可以看到，这时候重力对于物体的作用是向下的，也就是当物体偏移了一点角度之后，重力作用会和偏移角度方向相同，如果车轮不运动的话，摆就会很快倒下。

为了解决这个问题， 使得倒立摆能够像单摆一样，稳定在垂直位置，我们有两个办法：

1、改变重力的方向 2、增加额外的受力，使得恢复力与位移方向相反。

显然能够做到的只有第二种方法，为此我们根据摆的偏移角度控制车轮加减速运动，这样在小车的坐标系（非惯性系）里，摆就会受到额外的惯性力作用，最终让摆平衡起来。

再通俗一点说，就是当我们发现小车向前倒的时候就赶紧让它轮子加速向前，发现小车向后倒的时候就赶紧让它轮子加速向后，只要这个过程做得足够精确和快速，就能实现小车的自平衡。