畢業(yè)論文基于msp430f149單片機(jī)的兩輪自平衡小車的設(shè)計與研究(已修改)
2025-06-07 06:19 本頁面
【正文】 摘要 I 基于 MSP430F149 單片機(jī)的兩輪自平衡小車的設(shè)計與研究 摘 要 兩輪自平衡小車類似于傳統(tǒng)的倒立擺，其本身是不穩(wěn)定的，必須施加強(qiáng)有力的控制手段才能使之穩(wěn)定，是研究各種控制方法的一個理想平臺。其工作原理是系統(tǒng)通過陀螺儀和加速度傳感器整合出當(dāng)前車身較精確的與垂直方向的偏角和小車的運行加速度，利用光電編碼器測得當(dāng)前運行速度。依據(jù)運動學(xué)原理，通過微控制器計算出適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)，輸出相應(yīng)占空比的 PWM 波形驅(qū)動電機(jī)以適當(dāng)?shù)乃俣冗\行，從而來維持車體的平衡。本文選用 MSP430F149 單片機(jī)為控制器，光電編碼器來測得車體 當(dāng)前速度， MPU6050 測得車體的角加速度和運行加速度，并通過帶有減速器的直流電機(jī)實現(xiàn)小車的平衡控制。 關(guān)鍵詞 ： 兩輪自平衡小車，陀螺儀，加速度計， MSP430F149，光電編碼器，PWM ABSTRACT II ABSTRACT Twowheeled selfbalancing car is similar to that of a traditional inverted pendulum, which itself is not stable whom must be exerted strong control to make .It is an ideal platform for the research of various control methods. Its working principle is through the system of gyro and acceleration sensor integrated operation of the body of vehicle acceleration accurately and the angle, measured its speed by the photoelectric encoder. Through the singlechip microprocessor to calculate the appropriate data based on kinematics, and output the corresponding PWM waveform to drive motor running at an appropriate rate in order to maintain body balance. This paper chooses MSP430F149 MCU as the controller, photoelectric encoder to measure the velocity, MPU6050 as the gyro and acceleration sensor, and the DC motor with reducer to realize the control system of car. Keywords: gyroscope, accelerometer, MSP430F149, photoelectric encoder, PWM，selfbalanced twowheel vehicle 目錄 III 目錄 2 自平衡小車自平衡設(shè)計原理 1 自平衡小車直立控制 1 自平衡小車速度控制 3 自平衡小車傾角的測量 6 總控制流程圖 8 3 自平衡小車硬件電路的設(shè)計 8 MSP430F149 單片機(jī)最小系統(tǒng) 8 電機(jī)驅(qū)動電路 9 MPU6050 電路 10 供電電源電路 11 4 自平衡小車軟件分析設(shè)計 11 系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)分析 11 IIC 通信程序設(shè)計 12 計數(shù)程序設(shè)計 14 PID 調(diào)節(jié)器程序設(shè)計 15 卡爾曼濾波器程 16 5 結(jié)論 17 參考文獻(xiàn) 19 致 謝
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