基于STM32的二轮自平衡电动车系统研制

发布时间：2017-07-01 21:14

  本文关键词：基于STM32的二轮自平衡电动车系统研制，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由于中国城市环境多半是地狭人稠的状态,并且随着人们生活节奏日益加快以及科技的进步,机动车辆也是越来越多,停车问题越来越难,交通越来越堵,同时我们还面临着日益严峻的环保问题,这使得我们必须寻求新的代步交通工具,它必须具有轻便、灵活、体积小、停车方便并且易于操控等优点。因此本论文重点对体积小、操作灵活又环保的二轮自平衡电动车进行研究。 本论文研制了一台二轮自平衡电动车,其中机械部分包括车体、车轮、传动链条、直流减速电机、锂电池等部件的设计加工。控制电路板采用STM32作为主控制器,采用6轴姿态传感器GY521-MPU6050测量小车倾角,采用IR2111芯片驱动电机。另外,控制电路板还包括转向按键中断电路、电压检测电路、指示灯电路以及串口调试模块等。 进一步,论文编制了二轮自平衡车系统的控制软件。该软件通过卡尔曼滤波对6轴姿态传感器GY521-MPU6050测量的加速度和角速度信号进行处理,得到小车倾角,然后通过PID调整PWM占空比,控制直流电机的转速和方向,实现小车自动平衡和行走。 通过实验调试,电动车可以初步实现基本功能,但是还有很多不足,有待完善。
【关键词】：STM32 自平衡 MPU6050 卡尔曼滤波 PID控制
【学位授予单位】：华中师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：U48
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景及意义9
• 1.2 国内外二轮自平衡系统研究历史及现状9-12
• 1.3 本论文主要研究内容和章节安排12-14
• 第二章 二轮自平衡电动车机械设计14-21
• 2.1 二轮自平衡电动车平衡的基本原理14-17
• 2.2 二轮自平衡电动车的机械结构17-21
• 2.2.1 直流有刷电机及其工作原理18-19
• 2.2.2 动力锂电池19-20
• 2.2.3 车轮20-21
• 第三章 二轮自平衡电动车硬件电路设计21-30
• 3.1 二轮自平衡电动车系统整体硬件框图21-22
• 3.2 硬件电路设计22-30
• 3.2.1 主控制器STM32电路22-25
• 3.2.2 GY521-MPU6050传感器模块25-26
• 3.2.3 电机驱动电路26-30
• 第四章 二轮自平衡电动车自动控制方法30-43
• 4.1 电动车总体控制流程30
• 4.2 MPU6050模块姿态信息采集30-34
• 4.3 卡尔曼滤波34-38
• 4.3.1 简介34-35
• 4.3.2 卡尔曼滤波基本原理35-37
• 4.3.3 卡尔曼滤波器的实现37-38
• 4.4 PID控制器38-43
• 4.4.1 PID控制器简介38-39
• 4.4.2 PID调节器理论39-40
• 4.4.3 PID控制器的参数整定40-43
• 第五章 二轮自平衡电动车测试43-48
• 5.1 硬件电路板测试43-48
• 第六章 总结与展望48-49
• 参考文献49-51
• 致谢51

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 郜园园;阮晓钢;宋洪军;陈静;;两轮自平衡机器人惯性传感器滤波问题的研究[J];传感技术学报;2010年05期

2 崔平远,黄晓瑞;基于联合卡尔曼滤波的多传感器信息融合算法及其应用[J];电机与控制学报;2001年03期

3 秦勇;闫继宏;王晓宇;赵杰;;两轮自平衡机器人运动控制研究[J];哈尔滨工业大学学报;2008年05期

4 董涛;刘进英;蒋苏;;基于单片机的智能小车的设计与制作[J];计算机测量与控制;2009年02期

  本文关键词：基于STM32的二轮自平衡电动车系统研制，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：507499