首页
会员中心
到顶部
到尾部
电子

基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址

时间:2020/10/14 10:33:05  作者:  来源:  查看:0  评论:0
内容摘要: 摘要近年来,两轮自平衡车的研究与应用获得了迅猛发展。本文提出了一种两轮自平衡小车的设计方案,采用陀螺仪ENC-03以及MEMS加速度传感器MMA7260构成小车姿态检测装置,使用卡尔曼滤波完成陀螺仪数据与加速度计数据的数据融合。系统选用飞思卡尔16位单片机MC9S12XS...

摘要

近年来,两轮自平衡车的研究与应用获得了迅猛发展。本文提出了一种两轮自平衡小车的设计方案,采用陀螺仪ENC-03以及MEMS加速度传感器MMA7260构成小车姿态检测装置,使用卡尔曼滤波完成陀螺仪数据与加速度计数据的数据融合。系统选用飞思卡尔16位单片机MC9S12XS128为控制核心,完成了传感器信号的处理,滤波算法的实现及车身控制,人机交互等。

整个系统制作完成后,各个模块能够正常并协调工作,小车可以在无人干预条件下实现自主平衡。同时在引入适量干扰情况下小车能够自主调整并迅速恢复稳定状态。小车还可以实现前进,后退,左右转等基本动作。

关键词:两轮自平衡  陀螺仪  姿态检测  卡尔曼滤波  数据融合


Abstract

In recent years, the research and application of two-wheel self-balanced vehicle have obtained rapid development. This paper presents a design scheme of two-wheel self-balanced vehicle. Gyroscope ENC-03 and MEMS accelerometer MMA7260 constitute vehicle posture detection device. System adopts Kalman filter to complete the gyroscope data and accelerometer data fusion.,and adopts freescale16-bit microcontroller-MC9S12XS128 as controller core. The center controller realizes the sensor signal processing the sensor signal processing, filtering algorithm and body control, human-machine interaction and so on.

Upon completion of the entire system, each module can be normal and to coordinate work. The vehicle can keep balancing in unmanned condition. At the same time, the vehicle can be adjusted independently then quickly restore stability when there is a moderate amount of interference. In addition, the vehicle also can achieve forward, backward, left and right turn and other basic movements.

Key Words: Two-Wheel Self-Balance; Gyroscope; Gesture detection; Kalman filter; Data fusion

目  录

1.绪论1

1.1研究背景与意义1

1.2两轮自平衡车的关键技术2

1.2.1系统设计2

1.2.2数学建模2

1.2.3姿态检测系统2

1.2.4控制算法3

1.3本文主要研究目标与内容3

1.4论文章节安排3

2.系统原理分析5

2.1控制系统要求分析5

2.2平衡控制原理分析5

2.3自平衡小车数学模型6

2.3.1两轮自平衡小车受力分析6

2.3.2自平衡小车运动微分方程9

2.4 PID控制器设计10

2.4.1 PID控制器原理10

2.4.2 PID控制器设计11

2.5姿态检测系统12

2.5.1陀螺仪12

2.5.2加速度计13

2.5.3基于卡尔曼滤波的数据融合14

2.6本章小结16

3.系统硬件电路设计17

3.1 MC9SXS128单片机介绍17

3.2单片机最小系统设计19

3.3 电源管理模块设计21

3.4倾角传感器信号调理电路22

3.4.1加速度计电路设计22

3.4.2陀螺仪放大电路设计22

3.5电机驱动电路设计23

3.5.1驱动芯片介绍24

3.5.2 驱动电路设计24

3.6速度检测模块设计25

3.6.1编码器介绍25

3.6.2 编码器电路设计26

3.7辅助调试电路27

3.8本章小结27

4.系统软件设计28

4.1软件系统总体结构28

4.2单片机初始化软件设计28

4.2.1锁相环初始化28

4.2.2模数转换模块(ATD)初始化29

4.2.3串行通信模块(SCI)初始化设置30

4.2.4测速模块初始化31

4.2.5 PWM模块初始化32

4.3姿态检测系统软件设计32

4.3.1陀螺仪与加速度计输出值转换32

4.3.2卡尔曼滤波器的软件实现34

4.4平衡PID控制软件实现35

4.5两轮自平衡车的运动控制37

4.6本章小结39

5. 系统调试40

5.1系统调试工具40

5.2系统硬件电路调试40

5.3姿态检测系统调试41

5.4控制系统PID参数整定44

5.5两轮自平衡小车动态调试44

5.6本章小结45

6. 总结与展望46

6.1 总结46

6.2 展望46

参考文献47

附  录48

附录一 系统电路原理图48

附录二 系统核心源代码49

致谢52

基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址
基于单片机MC9S12XS128的两轮自平衡小车设计毕业论文+原理图+实物制作教程+下机位程序及app安装文件+视频演示地址

  


相关评论
本类推荐
    广告联系QQ:45157718 点击这里给我发消息 电话:13516821613 杭州余杭东港路118号雷恩国际科技创新园  网站技术支持:黄菊华互联网工作室 浙ICP备06056032号