發(fā)布時間：2021-08-07 17:03

　　為了響應(yīng)節(jié)能環(huán)保、綠色出行倡議,緩解城市交通擁擠狀況,提出一種基于STM32F103C8T6芯片控制的兩輪平衡小車設(shè)計方案。以MPU-6050作為小車姿態(tài)傳感器獲取小車車體傾角和角速度,基于卡爾曼濾波算法對姿態(tài)傳感器采集到的的數(shù)據(jù)進行濾波融合,利用霍爾編碼器測量小車車輪轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速,運用PID算法對控制要求和采集的數(shù)據(jù)信息進行計算分析并輸出控制PWM,經(jīng)由TB6612電機驅(qū)動模塊驅(qū)動電機,實現(xiàn)小車自主平衡并具備一定的抗干擾能力。另外小車通過藍牙模塊與手機APP通信,可通過手機端控制小車前進、后退、轉(zhuǎn)彎等動作。 

【文章來源】：軟件導(dǎo)刊. 2020,19(08)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

維持掌心木棒直立的負反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)

平衡小車自動維持平衡也采用負反饋調(diào)節(jié)的控制方式，如圖2所示，由于小車底部只有兩個并排的車輪，車體上部分只能在車輪前后方向出現(xiàn)傾斜時，通過控制車輪的轉(zhuǎn)動方向和速度消除該傾斜方向上的傾角，保證小車車體平衡。將平衡小車離開垂直位置的傾角作為偏差量，憑借負反饋控制將該偏差量保持在0°附近，通過控制電機轉(zhuǎn)動方向維持小車直立狀態(tài)。依據(jù)小車自平衡功能要求，小車底部并排的兩個車輪是保持車體直立前后移動的控制目標(biāo)，而小車輪胎的轉(zhuǎn)動受電機控制，因此從控制思維看，受控對象是小車車體，車體底部兩個電機轉(zhuǎn)動速度作為控制輸入量[9]。兩輪平衡小車通過姿態(tài)檢測模塊檢測出傾斜角，然后控制器接受姿態(tài)信息并進行處理，最后車輪電機在主控制器的控制下實現(xiàn)變速和換向，實現(xiàn)小車動態(tài)平衡。

本文以STM32處理器為控制核心，接收并處理傳感器傳遞的小車數(shù)據(jù)信息，MPU6050模塊負責(zé)采集小車傾角和角速度數(shù)據(jù)信息，利用霍爾編碼器獲取小車車輪轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)信息并反饋給主控制器。STM32結(jié)合卡爾曼濾波算法與串級PID算法將控制信號輸入至電機驅(qū)動模塊TB6612FNC，驅(qū)動電機正反轉(zhuǎn)和變速，實現(xiàn)小車上電后自主平衡。手機APP和小車通過藍牙模塊連接，實現(xiàn)小車動作控制，系統(tǒng)總體框架見圖3所示。2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

【參考文獻】：
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本文編號：3328185