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时间:2019-06-22
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1、大连东软信息学院本科毕业设计(论文)论文题目:基于SOPC的自适应平衡车系统设计与实现系所:__电子工程系_______专业:电子信息工程(集成电路设计与系统方向)学生姓名:________学生学号:指导教师:______________导师职称:______讲师_______完成日期:2014年4月28日______大连东软信息学院DalianNeusoftUniversityofInformation大连东软信息学院毕业设计(论文)摘要基于SOPC的自适应平衡车系统设计与实现摘要近年来,随着人工智能和电子技术的发展,轮
2、式移动类机器人已经成为机器人学科的一个重要分支领域。双轮自平衡电动车相对于传统的双轴双轮车来说,体积更加小巧,使用起来更加灵活和便捷,甚至可以在较为狭窄的空间内使用。由于直立平衡车受重力的影响,在偏离自身的平衡位置时,会加速其摔倒的过程,只有通过增加额外的回复力,才能使其回到自身平衡位置。这为本课题的研究以及控制方法的实现提供了一个理想的平台。本文的研究内容是基于可编程片上系统(SOPC,system-on-a-programmable-chip)的自平衡车。所以现场可编程门阵列(FPGA,FieldProgrammabl
3、eGataArray)作为平衡车的主控芯片,在QuartusⅡ软件中SOPCBuilder可对所需资源进行配置,NIOSII软核处理器对数据进行计算并输出相应的控制指令。姿态传感器采用MPU6050数字6轴运动姿态传感器,并利用IIC总线协议对姿态数据进行采集。控制算法采用 管路及仪表布置图(PID,PipingandInstrumentsDiagram)控制技术。为了将重点放在研究控制算法上,本车车模采用全国大学生“飞思卡尔杯”智能汽车竞赛中E车模作为平衡车车体。通过多次实验来实现无任何人工干预的情况下仍然能保持稳定直立
4、平衡状态,并可以远程遥控进行基本动作,前进、后退、左转、右转等功能。关键词:FPGA,SOPC,IIC,PIDIV大连东软信息学院毕业设计(论文)AbstractDesignandImplementationofAdaptiveBalancedCarBasedonSOPCSystemAbstractInrecentyears,withthedevelopmentofartificialintelligenceandelectronictechnology,wheeledmobilerobotclasshasbecomean
5、importantbranchinthefieldofroboticsdisciplines.Two-wheeledself-balancingelectricvehiclerelativetotheconventionalbiaxialwheelcars,morecompactsize,moreflexibleandconvenienttouse,andevencanbeusedinarelativelynarrowspace.Sincethevehicleuprightbalancedbytheinfluenceofg
6、ravity,itsdeviationfromtheequilibriumpositionwillacceleratethefalloftheprocess,onlybyaddingadditionalrestoringforcetobringitbacktoitsequilibriumposition.Thisstudyandtherealizationofthetaskcontrolmethodprovideanidealplatform.SOPC(system-on-a-programmable-chip)conte
7、ntsofthisarticlearebasedontheself-balancingvehicle.SothemasterFPGA(FieldProgrammableGataArray)chipasbalancedcar,inQuartusⅡsoftware,SOPCBuildercanbeconfiguredtotherequiredresources,NIOSIIsoft-coreprocessorcalculatesthedataandoutputswithcorrespondingcontrolcommands.
8、AttitudesensorusesMPU6050digital6-axismotionsensorpostureandgestureusesIICbusprotocolfordataacquisition.ControlalgorithmusesPID(PipingandInstrumentsDiag
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