基于STM32F429两轮平衡车的研制 被引量：4

1

作者 贾树林 马双宝 《武汉纺织大学学报》 2020年第5期57-63,共7页

本次系统设计采用32位单片机STM32F429IGT6作为主控制器,通过蓝牙实现手机与单片机之间的通信,手机向单片机发送指令,单片机接收到指令后执行相关程序,来控制小车处于不同状态:直立、前进、后退、左转和右转,始终使两轮小车处于平衡的... 本次系统设计采用32位单片机STM32F429IGT6作为主控制器,通过蓝牙实现手机与单片机之间的通信,手机向单片机发送指令,单片机接收到指令后执行相关程序,来控制小车处于不同状态:直立、前进、后退、左转和右转,始终使两轮小车处于平衡的状态。硬件部分采用简单的模块搭建,软件使用模块化程序实现相关功能。硬件部分包括电源电路、显示电路、电机驱动电路、隔离电路、测速电路、MPU6050模块电路、蓝牙模块电路以及STM32最小系统板。软件部分将各个模块程序编写后实现相关功能后,再进行联调,最终完成对小车不同状态的控制。 展开更多

关键词 STM32F429IGT6 两轮小车 自平衡 传感器MPU6050

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基于滑膜干扰抑制的两轮小车自平衡控制算法 被引量：3

2

作者 陈运胜 范运活 《电子测量技术》 2016年第6期43-47,共5页

新型滑板两轮小车在野外作业和城市道路巡逻等方面具有重要的应用价值,对两轮小车自平衡控制保证小车稳定可靠性运行的关键。由于两轮小车的轮动控制系统是一个多输入多输出的非线性强耦合系统,在不平稳道路中容易产生抖振。在常规的滑... 新型滑板两轮小车在野外作业和城市道路巡逻等方面具有重要的应用价值,对两轮小车自平衡控制保证小车稳定可靠性运行的关键。由于两轮小车的轮动控制系统是一个多输入多输出的非线性强耦合系统,在不平稳道路中容易产生抖振。在常规的滑膜控制的基础上,引入一个非线性滑模切换面误差跟踪项,通过滑膜干扰抑制抖振,提出一种基于滑膜干扰抑制的两轮小车自平衡控制算法。构建了两轮小车的运动状态方程和平衡控制参量分析模型,通过非线性滑模切换面误差跟踪进行滑膜自平衡控制律设计,加入非线性取代积分项补偿小车抖振,提高小车平衡控制系统的鲁棒性。仿真结果表明,采用该控制算法对两轮小车进行自平衡控制过程中,具有较好的平衡性能,输出的姿态误差减少,小车的稳定性较好,实现了对两轮小车的自平衡控制和调节,且调节作用是长期,持续的,有效保障了两轮小车的稳定运行。 展开更多

关键词 滑膜 干扰抑制 两轮小车 平衡控制

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两轮自平衡小车启动暂态过程的研究 被引量：3

3

作者 杨勋涛 樊利 +2 位作者 颜新华 郑远 丁珠玉 《西南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期87-93,共7页

在两轮自平衡小车启动暂态过程中,小车站立姿态调整过程缓慢,存在震荡性和抖动性问题.结合模糊PID控制算法和积分补偿方案,实现对小车左右轮输出的电压进行优化控制,使小车能在较短时间内快速修正到直立状态.模拟和实验结果均表明:采用... 在两轮自平衡小车启动暂态过程中,小车站立姿态调整过程缓慢,存在震荡性和抖动性问题.结合模糊PID控制算法和积分补偿方案,实现对小车左右轮输出的电压进行优化控制,使小车能在较短时间内快速修正到直立状态.模拟和实验结果均表明:采用模糊PID算法和积分补偿相结合的优化方案后,小车启动过程的姿态变化更加平滑,动态倾斜角度的测量更加精准,震荡明显减弱.在小车从初始倾斜角度-4°调整到平衡0°时,采用模糊PID算法能提高系统的测试性能,缩短系统的修正时间,减小震荡范围,震荡峰值从常规PID算法的2.2°降为0.5°,超调量从55%降为12.5%.该研究应用在两轮自平衡小车上,可以提高乘坐的舒适性,减少因长时间进行姿态修正而产生的电力消耗. 展开更多

关键词 积分补偿 模糊P ID控制 两轮小车

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自平衡车的控制系统设计 被引量：1

4

作者 陈佳荟 《电子世界》 CAS 2021年第2期156-157,共2页

本文主要是对两轮自平衡车进行设计,以STC89C52单片机作为主控制器,用MPU6050姿态传感器来对两轮小车当前的状态进行检测操作,利用电机驱动对小车轮子进行控制,整体上实现小车的平衡状态。Kalman滤波对现场采集的数据进行实时的更新和处... 本文主要是对两轮自平衡车进行设计,以STC89C52单片机作为主控制器,用MPU6050姿态传感器来对两轮小车当前的状态进行检测操作,利用电机驱动对小车轮子进行控制,整体上实现小车的平衡状态。Kalman滤波对现场采集的数据进行实时的更新和处理,同时系统可以通过编码电路进行速度检测,以控制平衡小车的行驶方向。 展开更多

关键词 两轮自平衡车 主控制器 KALMAN滤波 编码电路 速度检测 行驶方向 两轮小车 电机驱动

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一种基于竞赛的两轮自平衡小车的设计 被引量：1

5

作者 周牡丹 陈庆利 +1 位作者 康若鹏 陈泽坤 《现代电子技术》 2014年第20期70-73,79,共5页

介绍一种两轮自平衡智能小车控制系统的实现方案。该系统以MC9S12XS128单片机作为主控芯片,采用一组激光传感器进行路径检测,使用ENC-03MA陀螺仪与MMA7361加速度计进行小车直立自平衡检测,利用BTS7960芯片进行电机驱动,使用增量式编码... 介绍一种两轮自平衡智能小车控制系统的实现方案。该系统以MC9S12XS128单片机作为主控芯片,采用一组激光传感器进行路径检测,使用ENC-03MA陀螺仪与MMA7361加速度计进行小车直立自平衡检测,利用BTS7960芯片进行电机驱动,使用增量式编码器进行速度检测,借助滑动电阻器和液晶屏对参数进行调整与观测。在软件方面,结合PWM技术和PID控制技术对小车的两个直流电机的转速进行控制,可以实现两轮小车的动态自平衡快速寻迹运行。实践表明该设计达到了理想效果。 展开更多

关键词 自平衡智能小车 两轮小车 直立控制 寻迹

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基于STM32的单轴双轮自平衡小车的设计 被引量：1

6

作者 徐施博 李辉 +1 位作者 黄毅 陈彬 《仪表技术》 2018年第2期27-29,共3页

单轴双轮小车是一种本质不稳定的机器人,具有结构简单、易于实现等特点。基于STM32设计了一个与倒立摆原理类似的单轴双轮自平衡小车系统：硬件结构,以单轴两端平行分布的两个步进电机为移动驱动装置,利用STM32F103VET6、MPU6050进行实... 单轴双轮小车是一种本质不稳定的机器人,具有结构简单、易于实现等特点。基于STM32设计了一个与倒立摆原理类似的单轴双轮自平衡小车系统：硬件结构,以单轴两端平行分布的两个步进电机为移动驱动装置,利用STM32F103VET6、MPU6050进行实时姿态采集,并通过DMP对姿态数据进行硬件解码;软件算法,采用串级PID。基于获得的姿态数据,控制器STM32通过PID控制算法计算出合理脉冲频率及脉冲数,实现对两个步进电机的实时动态控制,使小车保持自平衡。另外,基于安卓手机平台和蓝牙数据传输技术,操控手机APP完成对小车系统的实时控制。 展开更多

关键词 两轮小车 PID控制器 微控制器

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恒温环境中湿度驱动软体轮式机器人

7

作者 屈涛 刘聪 +1 位作者 代瑶 臧红彬 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2022年第8期1176-1182,共7页

对软体机器人的无系留驱动方式探索是当前软体机器人领域一个重要的研究方向,但当前的无系留软体机器人驱动,大都需要交替改变环境条件来实现定向驱动,为此,本文提出一种能够在恒温环境下由湿度驱动的无系留软体轮式机器人,基于硫酸纸和... 对软体机器人的无系留驱动方式探索是当前软体机器人领域一个重要的研究方向,但当前的无系留软体机器人驱动,大都需要交替改变环境条件来实现定向驱动,为此,本文提出一种能够在恒温环境下由湿度驱动的无系留软体轮式机器人,基于硫酸纸和Ecoflex⁃0030的温湿度效应形变机理,实现了对其在稳定的温度环境中定向滚动控制。将硅胶材料Ecoflex⁃0030涂布在硫酸纸上制成双层材料,基于该材料剪切而成的4个软体驱动叶片粘贴在滚轮上,通过在温、湿度环境下4个软体驱动叶片的可控形变,实现对轮式结构主动推进的控制。研究了硫酸纸的形变机理,给出了车轮叶片尺寸、驱动力矩的设计,并对机器人的动力学进行了建模分析,制作了实物样机并对其进行了滚动测试。实验表明:从给定驱动叶片初始状态,车轮在55 s内运动了约85 mm,进一步,通过将驱动叶片交错相位布置的两个驱动轮串联联接,制作成两轮驱动小车,验证了设计的可行性。该研究成果对设计新型温湿度控制的无系留软机器人和软机器的设计具有重要意义。 展开更多

关键词 恒温环境 湿度驱动 软体轮式机器人 两轮小车 软机器

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基于数据融合的两轮自平衡小车控制系统设计

8

作者 周斌 《电脑乐园》 2020年第9期316-316,共1页

出于使自平衡系统所用传感器面临偏移误差、震动干扰问题得到彻底解决的考虑,科研团队提出将加速度计、陀螺仪数据完全 融合的控制方法。文章便以此为基础,在对卡尔曼滤波进行充分利用的基础上,结合两轮小车对自平衡所提出要求,从软件... 出于使自平衡系统所用传感器面临偏移误差、震动干扰问题得到彻底解决的考虑,科研团队提出将加速度计、陀螺仪数据完全 融合的控制方法。文章便以此为基础,在对卡尔曼滤波进行充分利用的基础上,结合两轮小车对自平衡所提出要求,从软件、硬件两方面, 围绕控制系统的设计展开了讨论,希望能够给相关人员以帮助或启发。 展开更多

关键词 两轮小车 数据融合 卡尔曼滤波 自平衡控制

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基于STM32的两轮自平衡小车系统设计 被引量：37

9

作者 王素青 熊维堂 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2016年第5期146-150,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 两轮自平衡小车 STM32 MPU-6050传感器 卡尔曼滤波 PID控制

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基于STM32F103RCT6两轮自平衡小车设计 被引量：24

10

作者 宣丽萍 李艳丽 《黑龙江工程学院学报》 CAS 2018年第4期6-10,共5页

采用PID算法、卡尔曼滤波算法,实现一个基于STM32F103RCT6两轮自平衡小车系统。运用MPU6050模块来获取数据信息,进而弥补加速度计的动态误差以及陀螺仪的漂移误差,获得更精确的倾角值,然后经STM32芯片处理输出适当指令,控制电机的运行,... 采用PID算法、卡尔曼滤波算法,实现一个基于STM32F103RCT6两轮自平衡小车系统。运用MPU6050模块来获取数据信息,进而弥补加速度计的动态误差以及陀螺仪的漂移误差,获得更精确的倾角值,然后经STM32芯片处理输出适当指令,控制电机的运行,并通过蓝牙模块与手机蓝牙APP的通信,实现小车循迹。实验表明:小车通信可靠,保持平稳,且能实时控制小车的运动姿态,达到预期目的。 展开更多

关键词 两轮自平衡小车 卡尔曼滤波算法 MPU6050模块 PID算法

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基于STM32的两轮自平衡遥控小车 被引量：13

11

作者 杨莘 刘海涛 《数字技术与应用》 2014年第5期151-152,共2页

针对于现在流行的两轮自平衡车,设计了一个与其原理相似的研究型平衡小车系统。该系统以STM32为主控芯片,采用MPU6050采集小车的姿态。然后通过卡尔曼滤波融对数据进行融合处理,最后利用PID控制算法计算电机的PWM值以控制电机的合理转动... 针对于现在流行的两轮自平衡车,设计了一个与其原理相似的研究型平衡小车系统。该系统以STM32为主控芯片,采用MPU6050采集小车的姿态。然后通过卡尔曼滤波融对数据进行融合处理,最后利用PID控制算法计算电机的PWM值以控制电机的合理转动,使小车保持平衡。系统利用自制的无线遥控模块中的NRF24L01模块传输控制信号模拟人体姿态调制,控制小车的行走。 展开更多

关键词 STM32 两轮自平衡小车 MPU6050 卡尔曼滤波PID

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基于MPU6050六轴传感器平衡小车的设计 被引量：13

12

作者 占华林 邹丽彬 欧阳烨 《电子测试》 2017年第11期10-11,共2页

两轮自平衡小车是通过使用陀螺仪、加速度计等常用的姿态传感器来监测车身所处的俯仰状态和状态变化率,经数字控制中心处理与计算,再发出适当的指令给驱动电动机产生前进或后退的加速度,以保持车体前后平衡的状态。本设计选用STM32单片... 两轮自平衡小车是通过使用陀螺仪、加速度计等常用的姿态传感器来监测车身所处的俯仰状态和状态变化率,经数字控制中心处理与计算,再发出适当的指令给驱动电动机产生前进或后退的加速度,以保持车体前后平衡的状态。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。 展开更多

关键词 两轮自平衡小车 陀螺仪 MPU6050六轴传感器 加速度计

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基于MMA7260两轮自平衡小车控制系统设计 被引量：12

13

作者 杨继志 郭敬 《机电产品开发与创新》 2011年第3期144-145,140,共3页

两轮自平衡小车运动控制的关键是小车平衡的控制。本文设计并制作了一台以MMA7260加速度传感器为姿态敏感元件,采用STC12C5A60S2单片机作为主控制器,通过L298电机驱动模块驱动双向直流电机实现两轮自平衡小车的姿态控制。将涉及到具体... 两轮自平衡小车运动控制的关键是小车平衡的控制。本文设计并制作了一台以MMA7260加速度传感器为姿态敏感元件,采用STC12C5A60S2单片机作为主控制器,通过L298电机驱动模块驱动双向直流电机实现两轮自平衡小车的姿态控制。将涉及到具体硬件的控制程序进行了分离和封装,因此小车可以作为验证各种控制算法性能的理想物理平台,并采用PID算法对小车姿态控制进行了试验,验证了自平衡小车物理系统方案的可行性。 展开更多

关键词 MMA7260 两轮自平衡小车 STC12C5A60S2 控制算法

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两轮自平衡小车可控角度的推导研究 被引量：9

14

作者 程刚 屈胜利 刘学超 《机床与液压》 北大核心 2009年第5期115-116,53,共3页

通过对小车系统的受力分析,推导出小车自平衡条件,即电机水平驱动力需要大于小车重力水平分量。引入小车系统各硬件参数,计算出最大可控角度,并得到可控角度与路面摩擦系数间的关系。可控角度的推导为系统数学建模提供了重要的理论依据。

关键词 两轮自平衡小车 动态平衡等式 可控角度

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两轮自平衡小车可控角度的推导研究 被引量：11

15

作者 程刚 屈胜利 刘学超 《伺服控制》 2008年第6期51-53,共3页

本文通过对小车系统的受力分析,推导出小车自平衡条件,即电机水平驱动力需要大于小车重力水平分量。引入小车系统各驱动单元的硬件参数,计算得出两轮自平衡小车的最大可控角度,并得出其与小车运行路面摩擦系数间的关系。可控角度的推导... 本文通过对小车系统的受力分析,推导出小车自平衡条件,即电机水平驱动力需要大于小车重力水平分量。引入小车系统各驱动单元的硬件参数,计算得出两轮自平衡小车的最大可控角度,并得出其与小车运行路面摩擦系数间的关系。可控角度的推导为随后系统数学建模和平衡控制的实现提供了重要的理论依据。 展开更多

关键词 两轮自平衡小车 动态平衡等式 可控角度 摩擦系数

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基于DSP的两轮自平衡小车系统的研究 被引量：10

16

作者 郑晓伟 陈万米 《工业控制计算机》 2012年第9期33-35,共3页

两轮自平衡小车的结构类似于倒立摆,具有本质不稳定,多变量、非线性、强耦合等特点,属于复杂系统的一种,同时结构简单,易于实现,且成本不高,因此是检验各种控制算法的理想平台。利用DSP的强大功能,设计了一种基于DSP的两轮自平衡小车系... 两轮自平衡小车的结构类似于倒立摆,具有本质不稳定,多变量、非线性、强耦合等特点,属于复杂系统的一种,同时结构简单,易于实现,且成本不高,因此是检验各种控制算法的理想平台。利用DSP的强大功能,设计了一种基于DSP的两轮自平衡小车系统。介绍了以DSP芯片MC56F8013为核心的两轮自平衡小车系统的硬件系统开发,以及运用现代控制理论设计的控制算法。实验结果表明两轮自平衡小车系统的设计是成功的。 展开更多

关键词 两轮自平衡小车系统 DSP MC56F8013 硬件系统

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两轮自平衡小车的设计与实现 被引量：9

17

作者 王良成 杨志民 +2 位作者 胡聪聪 桂艺纹 荣蒙 《实验室科学》 2012年第6期52-55,共4页

两轮自平衡小车被各种竞赛所喜爱,在很多大型比赛中都有涉及此方向的题目。阐述了基于飞思卡尔系列XS128单片机为核心控制器,配合陀螺仪、角度传感器实现两轮小车的自平衡。着重介绍了两轮自平衡小车的结构、平衡原理、控制算法,通过反... 两轮自平衡小车被各种竞赛所喜爱,在很多大型比赛中都有涉及此方向的题目。阐述了基于飞思卡尔系列XS128单片机为核心控制器,配合陀螺仪、角度传感器实现两轮小车的自平衡。着重介绍了两轮自平衡小车的结构、平衡原理、控制算法,通过反复调试最终实现了小车的自平衡。 展开更多

关键词 两轮自平衡小车 控制算法 单片机 XS128

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两轮驱动小车系统的设计实现及其路径规划 被引量：2

18

作者 叶聪红 徐文龙 +1 位作者 王效杰 韩江 《航天制造技术》 2005年第5期19-21,共3页

通过对两轮驱动小车运动模型的分析,设计出了两轮驱动小车的系统。讨论了在环境信息完全已知的情况下,两轮驱动小车的路径规划问题。以凌阳16位单片机SPCE061A为控制器,采用瑞士生产的4Q-DC直流电机具体实现了非完整性的两轮驱动小车系... 通过对两轮驱动小车运动模型的分析,设计出了两轮驱动小车的系统。讨论了在环境信息完全已知的情况下,两轮驱动小车的路径规划问题。以凌阳16位单片机SPCE061A为控制器,采用瑞士生产的4Q-DC直流电机具体实现了非完整性的两轮驱动小车系统,通过实验证实了系统设计的有效性,并且完成了期望的路径规划。 展开更多

关键词 两轮驱动小车 系统设计 系统实现 路径规划 16位单片机

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两轮自平衡小车的状态反馈和输出反馈控制 被引量：7

19

作者 符新东 张大兴 袁帅 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第8期90-93,共4页

文中进行了两轮自平衡小车系统简化模型的理论研究,建立了系统的状态方程,应用了线性二次型最优控制理论(LQR)设计了两种稳定控制算法。对于LQR输出反馈控制,用输出量估计出状态量,然后对其进行最优控制。通过Matlab软件仿真,表明这两... 文中进行了两轮自平衡小车系统简化模型的理论研究,建立了系统的状态方程,应用了线性二次型最优控制理论(LQR)设计了两种稳定控制算法。对于LQR输出反馈控制,用输出量估计出状态量,然后对其进行最优控制。通过Matlab软件仿真,表明这两种方法对于两轮自平衡小车都有较好的控制作用,但设计的LQR输出反馈控制的效果更好。 展开更多

关键词 两轮自平衡小车 LQR 状态反馈 输出反馈

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