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1、试议计算机网络技术课程论文格式模板要求标准试议计算机X络技术课程论文格式模板要求标准_导读:的角度融合控制算法和增量式PID控制算法做了理论分析,最后给出了整个系统的软件控制流程图。实验表面两轮自平衡小车基本能够实现直立行走关键词:控制原理;硬件设计;双闭环控制;角度融合;控制算法Tdesignbasedonthesingle-chipmicroputerofSTC89C51RCLIsi-yuanAbstra新疆农业大学科学技术学院课程论文题目:基于STC12C5410AD单片机的两轮自平衡小车课姓专班学程:名:业
2、:级:号:机李器思人远机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化112班115236223章翔座位号:峰23指导教师:2014年05月04日基于STC89C51RC单片机的两轮自平衡小车及指导教师(小四宋体)摘要:两轮自平衡小车本质上是一种不稳定的系统,只有通过调节两轮的运动快慢和运动方向才能使其达到动态的平衡。本设计从自平衡原理开始分析说明,阐述了控制系统的硬件设计,并对角速度传感器和重力加速度传感器测量车模实际倾角的过程和方法做了仔细分析说明,对系统中涉及到的角度融合控制算法和增量式PID控制算法做了理论分析
3、,最后给出了整个系统的软件控制流程图。实验表面两轮自平衡小车基本能够实现直立行走关键词:控制原理;硬件设计;双闭环控制;角度融合;控制算法Tdesignbasedonthesingle-chipmicroputerofSTC89C51RCLIsi-yuanAbstract:T,onlybyadjustingitsspeedandmovementdirectionoftheticbalance.ethodologiesofmeasuringcarmodel'srealangleandincrementalPI
4、Dcontrol;thefloentsshowsthatthetwo-wheelself-balancedvehiclecanbasic试议计算机X络技术课程论文格式模板要求标准_(2)导读:两轮自平衡原理由于车模是单轴两轮,所以在车模车体与竖直方向有倾角的时候,小车就会在车体重力沿水平方向的分力作用下运动而不能保持静止,但是我们可以通过电机控制两个轮子的转速和转向,从而使其抵消其倾斜的趋势,这样便可以使两轮小车保持自平衡。1.2系统总体控制原理框图两轮自平衡小车的总体控制原理如图1achieveodelangle
5、;anglefusion;controlalgorithms近年来两轮自平衡小车以其行走灵活、便利、节能等特点得到了很大的发展。两轮自平衡小车系统具有本质不稳定、多变量、非线性、强耦合等特点,并且涉及到复杂的运动学、动力学系统和很多控制算法[1],同时由于其结构结构简单、容易设计和制作,这为人们掌握控制理论,提高动手设计能力和实践研究提供了很好的平台。本文在对控制理论分析说明的基础上对两轮自平衡小车进行了系统设计。1控制原理1.1两轮自平衡原理由于车模是单轴两轮,所以在车模车体与竖直方向有倾角的时候,小车就会在车体
6、重力沿水平方向的分力作用下运动而不能保持静止,但是我们可以通过电机控制两个轮子的转速和转向,从而使其抵消其倾斜的趋势,这样便可以使两轮小车保持自平衡。1.2系统总体控制原理框图两轮自平衡小车的总体控制原理如图1所示。整个系统的核心是STC12C5410AD单片机,系统主要由陀螺仪和加速度仪、速度检测模块、电机驱动模块、速度显示模块、串口通信模块和电源模块组成。角速度测量模块选常用的EN-03系列加速度传感器,它可以测量出车体相对于地面的角速度。加速度传感器采用MMA7206,它能测量出车体的重力加速度的大小,最后将
7、得到的角速度和重力加速度进行数据融合,就可得到车体的正确倾角。速度检测是将电机的转速通过光电编码算出一定时间内的脉冲数来判断车速的大小和方向。电机驱动采用L298N集成模块来控制两个直流电机的速度大小和方向。速度显示设计中用普通的1602液晶作为显示器。串口通信主要是进行程序的烧写和传感器零偏值的读取等。电源模块的主要作用是为整个系统提供可靠稳定的电源。2系统硬件设计2.1单片机主控制芯片采用STC89C51RC/RD+系列单片机具有成本低、性能高的特点,支持ISP(在系统编程)及IAP(在应用编程)技术。使用IS
8、P技术可不需要编程器,而直接在用户系统板上烧录用户程序,修改调试非常方便。利用IAP技术能将内部部分专用Flash当作EEPROM使用,实现停电后保存数据的功能,擦写次数为100000次以上,可省去外接EEPROM(如93C46、24C02等)。而且与传统8051单片机程序兼容,硬件无需改动[2]。图1两轮自平衡小车总体控制原理框图图2STC89C51RC接
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