基于单片机的双轮自主平衡车控制系统设计

本次设计以STM32F103C8T6单片机作为核心控制器,MPU6050主作为姿态传感器要针对双轮自主平衡车的控制系统进行设计。本文详细阐述了双轮自主平衡车控制系统的组成结构和软硬件设计过程,测试分析了控制系统的功能,并且重点分析了自平衡策略。在平衡控制、速度控制、转向控制上采用了PID控制算法,使控制系统更加稳定。测试结果表明本文设计的双轮自主平衡车控制系统的各个模块功能正常、性能良好,能满足可靠性、扩展性和实用性等技术要求。     

基于卡尔曼滤波的两轮平衡车姿态信息测量

智能电动两轮平衡车的稳定性很大程度上取决于车体姿态信息检测的准确性。为解决低成本传感器测量精度不高的问题,实现对平衡车俯仰角和横滚角的高精度测量,本文采用卡尔曼滤波算法,利用加速度计所解算的姿态角建立观测方程,利用陀螺仪输出的角速度建立状态预测方程,建立卡尔曼滤波器,实现陀螺仪和加速度两传感器数据的融合,最终完成对平衡车姿态角的估计。     

基于TSL模块的平衡车直立控制系统设计

文章研究了基于TSL模块的平衡车直立控制系统的设计,分别进行了TSL1401线性CCD传感器信号采集处理模块设计、电机驱动模块设计、直立车平衡系统控制、控制算法的编制及执行和调试,通过系统硬件机械平台搭建和软件设计,采用TSL1401线性CCD作为小车的循迹模块来识别路径,采集信号并将信号转换为能被单片机识别的数字信号,通过陀螺仪加速度传感器来控制系统的平衡行驶,完成了基本功能和系统调试,测试结果表明系统具有良好的避障成功率和控制精度。     

基于单片机的自平衡小车设计与实现

本文设计研究的自平衡小车系统,采用STM32微控制器为主控芯片,利用MPU6050采集小车的姿态,最后通过PID控制算法控制小车的直立,并计算出电机的PWM值以控制电机转动,使得小车保持平衡。     

电动独轮平衡车的设计与分析

本文针对现有独轮平衡车姿态平衡控制生硬和骑行驾驶费力的问题,设计了一种更舒适、可坐式骑行的电动独轮平衡车。主要围绕车体结构、姿态平衡控制和电路控制对电动独轮平衡车进行了系统性的改造。该车以永磁无刷直流电机为执行机构给独轮车提供动力,利用单片机进行编程,实现车体行驶的前后平衡,拐弯时采用柔性化设计,并增加坐垫,驾驶方式由传统的骑行改为可坐式驾驶,很大的程度上提高了舒适性,具有广阔的应用前景。     

自平衡小车实验装置的设计

正本文研究所设计的两轮小车,主要分为以下几个模块:核心板模块、传感器模块、驱动模块、稳压模块以及蓝牙模块。本设计选用STM32单片机作为主控制器,用MPU6050六轴传感器和两个陀螺仪传感器来检测车的状态,通过TB6612FNG电机驱动控制小车的两个电机,让小车不断地处于新旧交替的平衡状态,实现了两轮小车的硬件控制系统。多次实验最终的调控结果表明,小车在复杂的外部环境中,可以达到动态平衡。     

基于LiFi的高速高精度激光雷达设计

基于LiFi(Light Fidelity:可见光无线通信)和高速高精度激光测距传感器设计了一款高速高精度激光雷达。本激光雷达由激光测距传感器、两个STM32F103VCT6单片机、全双工的LiFi模块、无线供电模块、电机及旋转机构组成。本文主要研制了一种全双工的LiFi通信系统取代碳刷进行雷达旋转部分与固定部分间的信息交互。测试结果表明:该激光雷达最远测量距离可达14 m,测量精度±1 cm,每秒钟可测得近1000个数据点满足正常的应用需求,而且全双工的LiFi模块误码率在10~(-6)以下符合正常通信的要求。     

基于STM32平衡车控制算法的研究

平衡车作为近几年新出现的代步工具,它的技术还在不断完善和拓展中。为了单片机更精准对双轮平衡车的控制,本项目小组提出了基于32位单片机的平衡车控制算法的研究。平衡车的平衡原理是通过对车体自身姿态的解算,控制共轴平行双轮的相对独立运动保持平衡,平衡车控制系统由CPU、陀螺仪、姿态传感器、轮毂电机、电机驱动和蓄电池六大部分组成。STM32F103芯片作为最常用的32位单片机芯片,其数据处理速度和逻辑运算能力完全能够胜任平衡车控制算法的要求。     

两轮自平衡小车控制系统设计

两轮自平衡小车属于结构简单、操作简便的移动机器人。系统通过MPU6050获得实时姿态数据,采用STM32微处理器从DMP中读取角度与加速度数据进行消除噪声再计算以获得最优数据,采用闭环PID算法控制脉冲输出驱动两路电机,实现小车的姿态矫正、自主平衡功能。C#编写上位机,借助蓝牙远程控制小车运动状态。实践证明此设计方案为一种准确、简单、稳定的控制系统。     

基于无迹卡尔曼滤波和滑模控制的永磁同步电机转速控制器设计

本文提出了一种基于无迹卡尔曼滤波和滑模控制的永磁同步电机转速控制策略。无迹卡尔曼滤波部分在线估计电机转速和位置,为速度环提供必要反馈变量。滑模控制能够根据系统状态距离平衡点的远近而自适应调整趋近律速度。通过仿真结果验证了所提控制算法的有效性和可行性。     

会飞的平衡车

正国外一个研发团队推出一款名为Zapata Ezfly的会飞的平衡车,它能让你如骑风火轮,体验真正飞翔的滋味。Zapata Ezfly与标准的赛格威平衡车并没什么两样,你可以站在一个配备了喷气推进器的小平台上,抓稳两个手柄就能升空。使用者可通过倾斜身体控制方向和平衡。     

自平衡循迹避障自行车的设计与实现

无人驾驶自行车的平衡控制是一个典型的轮式机器人平衡控制问题,涉及诸多控制理论中的重要问题,包括鲁棒性问题、镇定问题、跟踪问题和非线性问题等。本文基于K66单片机,运用嵌入式理论知识,通过搭建物理样机,构建具有信息采集模块和执行机构的单车控制系统,分析了3种常见无人单车平衡控制策略,提出基于串级PID(proportional integral derivative)结合动量轮的平衡控制方案。实验结果表明：该设计方案合理、可行,在此基础上,结合视觉传感器和超声波测距传感器进一步实现单车循迹和避障功能,获得较理想的效果。     

一种低重心工程用自卸货车设计

在现有技术中,自卸汽车的货箱都位于货车车床上方位置,当载重时,货车的重量都集中在货车上方位置,使得货车的中心不稳,当汽车出现转弯和颠簸时容易造成汽车倾翻,发生交通事故。本文针对现有技术存在的缺点和不足,提出了一种低重心工程用自卸汽车。该设计使得载物的货箱低于汽车车床位置,使得重心下移,使得货车行驶不会因为重心不稳倾翻。     

叶轮式自平衡护理轮椅的现状和发展趋势

现如今轮椅为肢体残疾人群和老龄人群提供帮助,从而改变他们的生活质量。针对现有轮椅存在结构、功能单一以及成本高质量差的缺点,设计叶轮式自平衡护理轮椅迫在眉睫,本文着重分析了其爬楼梯和升降方面结合的装置和设计方法,为叶轮式自平衡轮椅设计和制造提供了一定的理论基础,并且对设计的现状和发展趋势进行了说明和解释。     

基于Arduino的AGV小车设计

本文针对小负载情况下的AGV小车电气控制,提出采用Arduino开发板控制的观点。在AGV小车设计行业起到很好的参考作用。如付诸现实将产生大大降低目前以嵌入式系统和PLC为主的AGV小车控制器成本,加快AGV小车的推广和应用。     

两轮自平衡机器人的姿态检测系统的设计

本文介绍了两轮自平衡机器人的姿态检测系统设计过程。通过对两轮自平衡机器人的平衡性分析,采用数字信号处理器、MEMS陀螺仪和加速度计组成姿态检测系统。针对陀螺仪和加速度计的信号飘移问题,采用滑动滤波和限值滤波相结合的方式对采集的信号进行滤波。最后进行了实际试验,试验结果表明设计的姿态检测系统能够可靠准确采集信号,为两轮自平衡机器人平衡控制提供可靠依据。     

基于坡度环境下SLAM地图构建的激光雷达小车设计

为了提高小车自主路径规划能力,需要对小车进行智能定位、导航设计,本文提出了一种基于坡度环境下同步定位与地图构建算法(SLAM)的小车智能激光自主定位、导航技术。本文方案采用激光雷达传感器量化跟踪、并融合图优化方法构建小车当前定位地图环境。在地面具有坡度与障碍物的环境下采取SLAM算法构建避障规则,结合激光雷达传感技术实现小车定位以及运动路径规划。因此,本文基于SLAM算法为背景,以树莓派平台搭建一个激光雷达小车系统,实现了坡度环境构建、自主运动、智能决策等重要功能。通过在不同坡度大小环境下进行上百次实验测试,证明该方法具备高适应性、鲁棒性、低延迟性等优点,在坡度环境下能够较精确地构建出环境地图,从而提升了激光雷达小车SLAM性能。     

基于对口香糖残渣清理车的设计

为了改变目前传统的"手工铲口香糖"方式,避免"有力量无铲量"的低效率除渣的现状,作者通过对电动车进行改造设计,并通过多次实践,完成了广场口香糖残渣清理车的制作。为城市市容建设提供了行之有效的科学手段,从而实现了省力、"高铲"的效果。     

一种基于STM32两轮平衡车的工程方案设计

<正>两轮自平衡车结构简单、控制方便,能够应用于多种应用场合,尤其在民用代步场合有着广泛的应用。为研究其平衡特性与运动特性,国内外学者已进行广泛研究。2001年,美国发明家迪恩卡曼发明了全球首款较为成熟的自平衡车Segway。目前,高性能控制芯片结合传感器与控制算法控制平衡车的技术已日趋完善,本文从工程设计的角度出发,提出设计两轮自平衡车方案的整体策略。系统模型的搭建平衡原理平衡车实现平衡的方法与倒立摆模型相似,若车体垂直车轮保持静止状态S时,车体可保持直立;假设车体向一方倾斜,需使车轮向车体倾斜的方向运动,通过控制车轮的运动抵消车体倾斜的趋势,可使车体保持平衡。