為了響應節(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據進行濾波融合,利用霍爾編碼器測量小車車輪轉向和轉速,運用PID算法對控制要求和采集的數據信息進行計算分析并輸出控制PWM,經由TB6612電機驅動模塊驅動電機,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、轉彎等動作。 

【文章來源】：軟件導刊. 2020,19(08)

【文章頁數】：5 頁

【部分圖文】：

維持掌心木棒直立的負反饋調節(jié)系統(tǒng)

平衡小車自動維持平衡也采用負反饋調節(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，通過控制電機轉動方向維持小車直立狀態(tài)。依據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，而小車輪胎的轉動受電機控制，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據信息，MPU6050模塊負責采集小車傾角和角速度數據信息，利用霍爾編碼器獲取小車車輪轉速和轉向數據信息并反饋給主控制器。STM32結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動模塊TB6612FNC，驅動電機正反轉和變速，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)硬件設計

【參考文獻】：
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本文編號：3328185