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《基于stm32的智能平衡車控制系統(tǒng)設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、基于STM32的智能平衡車控制系統(tǒng)設(shè)計 摘要：介紹一種以STM32為控制核心的兩輪智能平衡車的控制系統(tǒng)設(shè)計。利用陀螺儀和加速度計獲得車體的傾角和角速度，通過光電編碼器獲得平衡車的速度。將轉(zhuǎn)速控制信號與平衡控制信號疊加加載到兩后輪電機，實現(xiàn)平衡車的靜止和直立行走。同時，采用TSL1401線性CCD獲得賽道圖像信息，經(jīng)過對圖像的識別處理，準確快速地提取出賽道的中心線，獲得平衡車的方向偏差控制量。實際運行結(jié)果表明，該平衡車能保持直立行走運動并快速實現(xiàn)不同路徑上的轉(zhuǎn)向和自主尋跡，具有較強的適應(yīng)性和穩(wěn)定性?！ ￡P(guān)鍵詞：STM32F40
2、5；平衡車；控制系統(tǒng)；自主尋跡 中圖分類號：TN911?34；TP273文獻標識碼：A文章編號：1004?373X（2016）14?0046?03 DesignofSTM32?basedcontrolsystemforintelligentbalancedvehicle GAOZhengzhong，GONGQunying，SONGSensen ?。⊿choolofElectricalandAutomationEngineering，ShandongUniversityofScienceandTechnology，Qing
3、dao266590，China） Abstract：DesignofaSTM32?basedcontrolsystemforintelligentbalancedvehicleisintroduced，whichusesthegyroscopeandaccelerometertogetthedipangleandangular3velocityofthebalancedvehicle，andadoptsphotoelectricencodertoacquirethespeedofthebalancedvehicle.Thes
4、peedcontrolsignalandbalancecontrolsignalaresuperimposedandthenareloadedtothetwomotorsinrearwheelsforrealizingthestillnessanduprightwalkofthevehicle.Meanwhile，TSL1401linearCCDisusedtoobtaintheimageinformationofthetrack，andthecenterlineofthetrackisgotaccuratelyandthec
5、ontrolledquantityofdirectionbiasofthevehicleisobtainedaftertherecognitionprocessingoftheimage.Theactualoperationresultsshowthatintelligentbalancedvehiclecankeepuprightwalk，implementsteeringandautonomoustracingondifferentpathsquickly，andhasgoodadaptabilityandstabilit
6、y. Keywords：STM32F405；balancedvehicle；controlsystem；autonomoustracing 0引言3 在科學技術(shù)不斷取得新突破的今天，機器人走進家庭進入工廠已經(jīng)成為現(xiàn)實，機器人與人們的聯(lián)系越來越密切。而兩輪移動式機器人因為結(jié)構(gòu)簡便、反應(yīng)靈活、適應(yīng)性強和操作簡單等特點，受到了越來越多的關(guān)注[1?3]。本文結(jié)合自動控制原理、通信技術(shù)和傳感器應(yīng)用等相關(guān)知識，完成了一個具有自主識別道路的兩輪平衡車的設(shè)計。該設(shè)計以STM32系列單片機為控制核心，運用陀螺儀、加速度計和光電編碼器等傳感
7、器采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，在硬件電路設(shè)計基礎(chǔ)上輔以軟件編程實現(xiàn)了平衡車的直立快速運動和不同路徑上的轉(zhuǎn)向和自主尋跡?！ ?系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計 系統(tǒng)硬件部分主要由微控制器、穩(wěn)壓電源、角度傳感器、電機驅(qū)動、測速模塊、賽道信息采集、人機交互等模塊組成。通過單片機內(nèi)某些控制算法的處理后輸出PWM控制信號控制兩后輪電機，以完成系統(tǒng)的加減速、轉(zhuǎn)向和自主尋跡等[4?5]，系統(tǒng)硬件整體框圖如圖1所示?！ ?.1微控制器模塊 該系統(tǒng)選用STM32F405單片機為控制器，該控制器是以CortexTM?M4為內(nèi)核的高性能MCU[6]，工作頻率能夠達到1
8、68MHz；同時STM32F405微控制器集成了單周期的DSP指令和FPU并行計算功能，運算能力被大大提高，能夠完成部分更復雜的系統(tǒng)控制。 1.2穩(wěn)壓電源模塊 穩(wěn)定的電源對于一個控制系統(tǒng)的正常工作是必不可少且及其重要的。因此在設(shè)計平衡車系統(tǒng)時為各個模塊配置了合適、穩(wěn)定的電
