基于视觉的双轮竞速自平衡小车的设计

针对双轮竞速自平衡小车运动时的姿态倾角存在误差、平衡性不够好的问题,采用视觉传感器、卡尔曼滤波、高性能DSP、Wi-Fi通信等多种物联网技术,设计出一款基于视觉的双轮竞速自平衡小车。详细阐述了该小车的工作原理、系统架构、硬件设计及PID、卡尔曼滤波算法。实践表明,基于视觉的双轮竞速自平衡小车具有姿态倾角精准、运动平稳、转弯半径小——可达零转弯半径、前进后退切换自如等优点。     

基于STM32的两轮自平衡小车系统设计

针对小车控制系统的复杂性,设计一个以STM32F103C8T6微处理器为主控制器,以MPU-6050传感器为姿态检测部件的自平衡小车系统。由于陀螺仪和加速度计在测量时存在噪声干扰和随机漂移误差,采用卡尔曼滤波算法对陀螺仪和加速度计数据进行融合,补偿传感器测量误差,计算出小车倾角与角速度的最优估计值。并以最优姿态角和小车速度为反馈量构成双闭环控制,利用PID控制算法实现小车系统的自平衡控制。通过系统的软硬件设计、调试及运行情况,证明自平衡小车能够稳定地实现自平衡控制。     

独轮车自平衡控制系统实验平台设计

独轮车自平衡控制系统实验平台是针对"微型机器人与C51应用"实践类课程开发的一种嵌入式系统实验平台。该平台由独轮车、嵌入式控制系统以及上位机软件组成。独轮车在静止状态下是不能保持平衡状态的,它需要通过编写单片机程序控制惯性飞轮和行走轮的转动力矩,协调独轮车的横滚方向和俯仰方向的姿态,使得独轮车保持平衡状态。上位机软件通过蓝牙来接收当前独轮车横滚角度以及俯仰角度,并设置嵌入式系统中控制算法的参数。该平台有助于学生深入了解嵌入式系统的设计以及程序开发,有利于培养学生的工程实践能力。     

基于STM32的循迹平衡小车实验教学平台研究

开发了一套基于STM32单片机的实验教学平台。该平台由电机、姿态传感器、摄像头硬件架构及STM32单片机最小系统、PID控制算法、互补滤波算法和上位机软件组成。该平台能够仿真上位机算法并选择最佳运动状态的PID和互补滤波参数,由STM32单片机产生控制信号驱动小车循迹和避障,上位机实时显示相关参数、平衡状态和运动状态。学生能够在平台中独立完成对PID控制算法计算和互补滤波算法参数调试。     

基于3D打印技术的双轮自平衡机器人创新实验平台

设计了一种基于3D打印技术的双轮自平衡机器人创新实验平台,采用OpenSCAD开源建模软件设计机器人的机械结构,并通过3D打印技术打印机器人各零部件;该机器人由2个步进电机驱动,采用双闭环控制结构控制左右轮速度实现机器人的平衡控制与速度控制,具有鲁棒性好、可扩展性强的优点;机器人上配置有WiFi网络接入模块,可通过TCP协议与上位机控制系统通信,能够自如实现前进、后退、转向等功能。实践表明该创新实验平台具有结构简单、组装方便、趣味性强的优点,能有效改善实验教学效果。     

两轮自平衡小车的设计

设计了以陀螺仪ENC-03以及MEMS加速度计MMA7260为传感器的姿态感知系统,选用16位单片机MC9S12XS128为控制核心处理器,完成对传感器信号的采集处理、车身控制以及人机交互的设计,实现小车自主控制平衡状态、运行速度以及转向角度大小等功能.实验结果表明该系统的性能满足设计要求.     

两轮自平衡机器人的滑模控制方法研究

基于拉格朗日函数法建立了机器人的动力模型,并基于滑模控制方法设计了机器人的鲁棒控制器,实现了机器人的平衡、转向和行走等控制任务。滑模控制器是一种鲁棒控制方法,当进入滑模态后,控制能够保证机器人在外力干扰和参数变化等情况下依旧保持控制性能。通过MATLAB和ADAMS联合仿真环境,控制器的控制效果得到了验证,证明了所设计的控制方法是可行的,能够达到所要求的控制性能。     

乐高NXT光线传感器自平衡机器人教学开发

分析了光线传感器自平衡机器人工作的基本原理,通过对PID控制算法分析,完成LeJOS程序语言编写,实现了自平衡机器人制作.得出其工作原理简单、搭建简便、试验可行和适宜教育应用的结论.     

FPGA自主运动实验平台的研制

针对该校学生在学习数字电子电路课程时已经引入了FPGA的知识和基础训练,结合以往的电子技术课程的设计经验,开发了基于模块化设计的FPGA自主运动实验平台,对平台系统的组成及其主体设备(智能小车)的硬件结构进行了介绍.     

一种适应崎岖地形的六足机器人实验平台设计

为了适应新工科建设的新要求,设计了一种适应本科生工程实践训练的六足机器人实验平台.此实验平台结合机械、电子控制等学科知识,实现学科交叉融合的人才培养要求.六足机器人形象生动,寓教于乐,易于激发学生参与兴趣,能够有效提高学生的动手能力及工程实践技能.     

论远程教学平台上教学资源的自增长

规模快速扩张的现代远程教育一直面对教学资源匮乏的处境。教学资源的增加除依赖教师之外,更应依靠教学平台上教学资源的自增长。自增长的教学资源主要来源于教学平台上的交互行为,它跟教师提供的教学资源相比具有一些显著的优点,因此,促进教学平台资源自增长能够有效解决资源不足的问题。     

球形全向移动自平衡机器人的建模与控制

球形全向移动自平衡机器人模型源于倒立摆,是一个典型的多变量、非线性、高阶次、强耦合和静态不稳定系统。对传统飞控系统进行改进,提出一套适用于球形全向移动自平衡机器人的串级PID控制设计方法,完成机器人的定点直立与全向移动等控制任务。通过对机器人的IASMP模型分析,确定机器人内部电机控制参数,使用SimMechanics工具箱建立机器人的动力学模型,并在Simulink中设计控制器的仿真模型,对控制算法进行仿真验证。依据仿真模型设计控制器,并在Ballbot机器人上进行实物验证,结果表明,机器人定点直立过程中各方向欧拉角变化均控制在3°以内,机器人全向移动过程实际航向偏差在2°以内,并能自主完成圆周运动。仿真和实物验证结果证明了机器人的直立控制与运动控制的合理性与有效性,并表现出较强的鲁棒性。     

计算机网络课程实验平台改革研究

实验教学是计算机网络课程的重要组成部分。当前高校计算机网络实验教学的开展却存在着实验内容过于简单、未与理论课配套等多种问题。针对目前高等学校计算机网络实验教学的现状及计算机网络实验教学的特点,在实验教学平台、实验教学内容及形式方法等方面进行了探讨,提出了关于计算机网络实验平台改革方法。     

基于 STM32 控制的平衡小车系统设计

为了响应节能环保、绿色出行倡议,缓解城市交通拥挤状况,提出一种基于 STM32F103C8T6 芯片控制的两轮平衡小车设计方案。以 MPU-6050 作为小车姿态传感器获取小车车体倾角和角速度,基于卡尔曼滤波算法对姿态传感器采集到的的数据进行滤波融合,利用霍尔编码器测量小车车轮转向和转速,运用 PID 算法对控制要求和采集的数据信息进行计算分析并输出控制 PWM,经由 TB6612 电机驱动模块驱动电机,实现小车自主平衡并具备一定的抗干扰能力。另外小车通过蓝牙模块与手机 APP 通信,可通过手机端控制小车前进、后 退、转弯等动作。     

用于创新类课程平台智能小车实验系统的设计

为了满足学校科技创新系列课程的要求,设计了一个智能小车实验系统,硬件上采用了无线数据传输模块实现单片机AT89S52和上位机之间的数据通信.系统软件实现了小车速度的调节、前进、后退、左转、右转和停止等功能.为学生提供了较好的软硬件实验平台,利于巩固和深化所学的理论知识.最后,对实验教学进行了几点思考.     

智能车调试实验平台设计与应用

以全国大学生智能汽车竞赛为背景,设计了智能车调试实验平台。该实验平台支持Kinetis和MC9S12两个系列主流微控制器的同时,使用核心板接口的方式支持各种微控制器,扩展了其使用范围。该实验平台整合了智能车上需要使用的所有电路模块,包括电源管理、传感器信号采集与调理、伺服器、电机及其驱动等模块。配套的实验教材为制作智能车提供较为系统和完整的指导,降低了学生参加智能车竞赛的入门难度。该实验平台已经应用于本科生实验教学,并获得良好的教学效果。     

基于微信公众平台的自组织式课内实验安全教育教学手段研究

安全教育是保证实验过程安全的关键环节。针对课内实验安全教育教学环节受时空限制较大和一次课内实验可能要横跨多个实体实验室的问题,分析了传统教学手段的适用性,利用微信公众平台提出了一种以理论课教师为主导的自组织式课内实验安全教育教学手段。根据功能需求上的差异,该教学手段可设计为学习子系统和考试子系统两部分,分别利用公众平台订阅号图文消息和二维码引导的考试系统实现。实践初步证明,基于公众平台图文消息的安全教育知识的针对性好,知识集能跨实验室组织起来,并且该教学手段使用起来便捷、受环境影响小,取得了良好的应用效果。     

基于平衡计分卡的地方投融资平台绩效评估研究

投融资平台是一种依靠地方政府的信誉及担保,资金来源主要通过银行贷款和发行金融债券融资的高负债经营的国有企业。传统的绩效评估指标局限于平台公司财务方面的评价,缺乏非财务方面的评价,无法体现准公共财政的社会性、不完全营利性和管理规范化特征。基于改进后的平衡计分卡的地方投融资平台绩效评估研究结果表明,完成政府使命是地方投融资平台绩效的主要影响因子,我国地方投融资平台绩效还有很大的提升空间;其偿债能力和盈利能力指标绩效必须引起我们的关注,并通过提升其盈利能力来提高其偿债能力和抵御风险能力。