论文智能自平衡车制作是关于平衡车制作方面的论文题目、论文提纲、平衡车制作论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
摘 要：本文研究的是智能自平衡车,它的原理主要是建立在一种被称为“动态稳定”（Dynamic Stabilization）的基本原理上,也就是车辆本身的自动平衡能力.该设计以STM32F103单片机最小系统为主控制器和以数字传感器MPU6050为姿态检测模块组成自平衡车系统,采用卡尔曼滤波算法对陀螺仪和加速度计数据进行融合,通过增量式PID控制算法来控制小车的直立、速度和转向,最终实现小车的直立平衡功能.
关键词：STM32；MPU6050；卡尔曼滤波；智能自平衡车
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.07.138
1 引言
随着社会经济的发展,人民生活水平的提高小汽车作为短途代步工具的弊端越来越明显,为了满足市民越来越高的要求,如今市场上出现了两轮载人平衡车,智能自平衡作为短途代步车,可以丰富人们的业余生活、锻炼平衡能力和协调性.
通过学习STM32103单片机的内部资源,利用MPU6050传感器获取小车的偏转姿态.运用卡尔曼滤波和增量式PID的方法,通过TB6612控制电机的转向与转速,以达到小车在水平面稳定的站立.另当有一定的外力作用作用在小车上时,小车仍可以保持当前稳定状态.
2 智能自平衡车的总体设计方案
该设计是以STM32103单片机为主控制器,通过STM32单片机的内部资源,如TIM,IIC,PWM,ADC,定时器,外部中断,串口等功能.由于STM32硬件IIC不稳定所以利用IO模拟IIC去读取MPU6050传感器的角度和加速度数据,然后利用卡尔曼滤波算法对采集到的角度和加速度数据进行融合,最后借助增量式PID算法和TB6612对2个电机的转速和转向进行控制,从而实现两轮自平衡.
获取平衡小车姿态角的滤波算法一般为卡尔曼滤波和一阶互补滤波,由于MPU6050 内置的DMP可以直接输出和姿态相关的四元数,所以有三种方法可以获取角度.但是根据人们长时间的实践结果,认为DMP输出的四元数表示的角度和卡尔曼滤波最稳定,这里我们选择了卡尔曼滤波.因为卡尔曼滤波应用广泛且功能强大,它可以估计信号的过去和当前状态,甚至能估计将来的状态,本质上讲,滤波就是一个信号处理与变换的过程.
最后的结果小车实现了自平衡,而且通过蓝牙控制可以进行简单的移动.即使有外力的干扰小车同样也可以保持平衡.
3 硬件电路设计
硬件电路分为电源模块、STM32单片机最小系统模块、传感器模块、TB6612电机驱动模块.下面分别介绍下电源模块、传感器模块和电机驱动模块.
3.1 电源模块电路
整个系统是通过航模锂电池来供电,其中单片机系统需要的是5V电源,传感器模块需要的是3.3V电源.要使传感器能正常工作我们需要通过AMS1117来进行稳压达到3.3V.以下是设计的硬件图.
3.2 传感器模块电路
系统需要测试角度与加速度因此需要应用陀螺仪和加速度计传感器,为了方便我们采用了集成二者的MPU6050.MPU6050中的数据是通过IIC进行读取,将MPU6050的SCL和SDA口接与STM32103单片机的PB8和PB9相连.
3.3 电机驱动模块电路
电机驱动模块的主要功能是驱动小车轮子转动,对电机驱动系统有较高的要求,在这里我们选择了TB6612模块,通过单片机IO口输入改变控制端的高低电平,从而对电机进行正反转及停止操作.
4 软件代码调试
5 结论
本文针对智能自平衡车的设计的制作进行了基本介绍,介绍了其原理结构,硬件及软件设计.通过软硬件的规划,参数整定,实现了自平衡车系统的动态平衡和简单的遥控行走功能.在整个制作过程我们学习了单片机硬件结构,相关的传感器使用和PID算法.通过这次的设计基础,将再进一步研究载人自平衡车的设计,实现其理论研究的应用价值.
项目经费：安徽省大学生创新创业项目：智能自平衡车制作（项目编号：201610379125）
作者简介：张笑笑（1995-）,女,安徽亳州人,學生.
总结:这是一篇与平衡车制作论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
参考文献：
1、 核心专利才是平衡车王道 硬件产品与软件产品最大的不同，首先在于技术门槛，商业模式可以复制，有无专利却是实实在在的。对那些目光远大，想在全球拓展市场的中国企业来说更是如此。
2、 音乐平衡在电脑音乐制作中的运用 〔摘要〕物体振动产生了音，拥有千变万化的表现形式，形成了丰富的色彩，各种不同的声音令人形成不同的遐想。人们自从发明了乐器之后，便开始研究了音乐平。
3、 线性CCD智能车自主导航系统设计 摘 要：本设计是一种基于线性CCD检测的智能车自主导航系统，采用蓝宙电子公司的MK60DN5127VIQ108N300单片机为控制核心，主要由电。
4、 一种智能遮阳车衣嵌入式系统设计 摘 要：文章提出的智能车衣嵌入式控制系统，包括稳压电源电路、主控电路、电机驱动电路、电流检测电路、红外接收电路和光电门电路；电路结构完善，构成合。
5、 车，少了智能行不行 在首次承办国际车展的上海“四叶草”展馆中，以往国内车展媒体日常见的“菜市场环境”大抵消停，让人更有空间亲近国际级车展的氛围，更能细细品读汽车行业。
6、 平衡车天才 一头棕色的头发，一对粗粗的眉毛，一双炯炯有神的眼睛，一个不算太高的鼻子和一张贪吃的小嘴组成了这样一个可爱的我。我很马虎，总是忘这忘那。比如，我。