基于STM32和MPU-6050的两轮自平衡小车系统设计与实现.doc
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1、基于STM32和MPU-6050的两轮自平衡小车系统设计与实现引言两轮自平衡小车系统类似于倒立摆系统,具有多变量、非线性、强耦合等特点,是研究各种控制方法的理想平台。两轮自平衡小车系统的控制过程是微控制器对姿态检测传感器和编码器等采集的数据进行分析处理,计算出使系统恢复平衡的实时控制量,从而驱动电机实现系统的动态平衡。针对小车系统的复杂性,本文提出了将卡尔曼滤波算法和双闭环PID控制算法相结合的方法,既利用卡尔曼滤波算法对MPU-6050传感器采集的倾斜角度和角速度数据进行融合,得到小车平衡姿态的最优估计值,又利用以姿态信息、速度为反馈控制量构成双闭环PID控制算法,再结合采用高性能STM32
2、F103C8T6作为主控制器,从而提高两轮小车系统稳定性和抗干扰能力。1、系统的硬件设计系统的硬件电路结构框图如图1所示,其硬件电路主要由主控制器模块、姿态检测模块、直流电机驱动模块、编码器及电源模块等几部分构成。电源模块负责系统各个模块控制电路的电源。主控制器模块是系统的控制核心,用来接收传感器模块采集的数据,对数据进行处理及运算,将控制信号输出给直流电机驱动模块。姿态检测模块实时地对小车角速度及角加速度进行采集。直流电机驱动模块负责将主控制器输出的PWM信号转换为控制信号驱动2个直流电机的转速和方向。编码器负责测量直流电机的速度和方向,将测量数据反馈给主控制器,从而形成闭环控制。11、电源
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- 基于 STM32 MPU 6050 平衡 小车 系统 设计 实现
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