欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:31359519
大小:108.50 KB
页数:6页
时间:2019-01-09
《基于stm32的两轮自平衡遥控小车设计》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、基于STM32的两轮自平衡遥控小车设计 【摘要】两轮自平衡小车作为一种新型的交通工具,其驾驶的方式新颖,深受年轻一族喜爱,且由于是采用的电力驱动,属于清洁能源,对于缓解日益严重的大气污染、能源危机和交通拥堵问题,是一种比较好的解决方式,同时由于两轮自平衡小车的结构不稳定性,给控制的算法提出了很大的挑战,同时由于这个原因平衡车也成为了一种检验控制算法的良好平台。本平衡车使用STM32单片机作为控制核心,通过电机编码器与陀螺仪实时获得小车速度与姿态数据,运用PID控制算法使得小车能够保持平衡。 【关键词】两轮平衡;STM32单片机;PID 【Abstract
2、】Thetwowheeledvehicleisanewtypeofvehicle,drivingthenovel,byyoungpeoplelove,andbecauseitisthedrivingpower,akindofcleanenergy,toalleviatetheincreasinglyseriousairpollution,energycrisisandtheproblemoftrafficcongestion,isarelativelygoodsolutionatthesametime,duetothestructureofselfbalanc
3、ingthecartworoundsofinstability,isagreatchallengetothecontrolalgorithm,andforthisreasonthebalanceofthecarhasbecomeagoodplatformtotestthecontrolalgorithm.UsingSTM32microcontrollerascontrolcore,real-timeaccesstovehiclespeedandattitudedatathrough6themotorencoderandgyroscopeusingthePIDc
4、ontrolalgorithmmakesthecartomaintainbalance. 【Keywords】Twowheelbalancing;STM32singlechipmicrocomputer;PID 0引言 随着我国工业化的不断的推进,国民生产力不断提升,同时自动化控制技术也在不断发展,由于生活节奏也不断的加快,人们急需一种能够在小区,家中,室内场馆行驶的小型代步工具。同时又由于化石燃料大量消耗导致是有紧缺的今天,人们也开始使用较为清洁的电能。因此在这种情况下,两轮自平衡小车由于它时尚、小巧的外形,新颖的驾驶方式,全新的骑行体验,受到青年的欢
5、迎。两轮平衡车具有较大的市场前景,因此研究两轮自平衡小车也就有了它的必要性。 1系统总体设计 本系统包括了电机驱动电路、电机编码器模块、供电模块、陀螺仪模块、单片机处理控制模块等复杂模块。系统总体框图如下图1所示。 小车整体使用STM32F103ZET6作为控制核心,使用MPU6050六轴陀螺仪作为姿态获取传感器,由于控制使用的是闭环算法,所以使用高精度磁编码器作为小车两轮速度采取传感器,该编码器具有较强的抗干扰能力。电机驱动选择是使用东芝半导体生产的直流电机驱动TN6612FNG,相对于传统的L298N电机驱动,TB6612FNG具有外围电路简单,且支
6、持的PWM调速频率更高,同时也有利于减小系统的尺寸。 2系统硬件设计6 两轮平衡车采用MPU-6050来获取小车实时姿态信息,将信息上传给单片机,由单片机处理数据,通过超声波模块可以让小车与障碍物一直保持在一定的距离,以实现超声波跟随功能。通过蓝牙接受遥控小车的运动。 2.1最小系统的设计 本两轮平衡车采用控制最小系统控制芯片是使用的STM32F103ZET6单片机,芯片的所有引脚全部引出,有利于其他功能的扩展,下载程序采用了UART与SW调试接口,便于程序的调试。并且在制作的过程中预留了蓝牙模块接口与超声波接口,既方便安装固定,也增加系统的重心的稳定
7、性,最小系统负责将电机编码器和MPU-6050所传来的数据进行处理,并根据得到的结果控制电机做出相应的动作。 2.2供电模块的设计 系统使用12V锂电池供电,工作时的电流能够满足直流减速电机电流需求,由于单片机等其他的器件采用5V供电而且功耗较小,所以使用LM2596可调降压模块将12V电压转化为5V,供单片机、MPU-6050、蓝牙模块等传感器使用。以保证系统的正常运行。 3系统软件设计 3.1软件设计流程 软件设计主要包含:电机编码器与陀螺仪信号的采集与处理,调节PWM输出改变电机状态,使得小车达到平衡、行走、转弯等功能。软件主要是倾角PID与速
8、度PID。软件设计流程如图2所示。6
此文档下载收益归作者所有