畢業(yè)設(shè)計-兩輪自平衡小車的設(shè)計(已修改)
2024-12-17 19:25 本頁面
【正文】 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目 兩輪自平衡小車的設(shè)計 學(xué) 院 電氣與自動化工程學(xué)院 年 級 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職 稱 論文提交日期 I 兩輪自平衡小車的設(shè)計 摘要 近年來，兩輪自平衡車的研究與應(yīng)用獲得了迅猛發(fā)展。本文提出了一種兩輪 自平衡小車的設(shè)計方案， 采用陀螺儀 ENC03以及 MEMS加速度傳感器 MMA7260構(gòu)成小車姿態(tài)檢測裝置， 使用 卡爾曼 濾波完成陀螺儀數(shù)據(jù)與加速度計數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)融合。系統(tǒng)選用飛思卡爾 16位單片機(jī) MC9S12XS128為控制核心，完成了傳感器信號的處理，濾波算法的實現(xiàn)及車身控制，人機(jī)交互等。 整個系統(tǒng)制作完成后， 各個 模塊 能 夠正常并 協(xié)調(diào)工作 ，小車可以在無人干預(yù)條件下實現(xiàn)自主平衡。同時在引入適量干擾情況下小車能夠自主調(diào)整并迅速恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)。小車還可以實現(xiàn)前進(jìn)，后退，左右轉(zhuǎn)等基本動作。 關(guān)鍵詞： 兩輪自平衡 陀螺儀 姿態(tài)檢測 卡爾曼 濾波 數(shù)據(jù)融合 II Design of TwoWheel SelfBalance Vehicle Abstract In recent years, the research and application of twowheel selfbalanced vehicle have obtained rapid development. This paper presents a design scheme of twowheel selfbalanced vehicle. Gyroscope ENC03 and MEMS accelerometer MMA7260 constitute vehicle posture detection device. System adopts Kalman filter to plete the gyroscope data and accelerometer data fusion.， and adopts freescale16bit microcontrollerMC9S12XS128 as controller core. The center controller realizes the sensor signal processing the sensor signal processing, filtering algorithm and body control, humanmachine interaction and so on. Upon pletion 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: TwoWheel SelfBalance。 Gyroscope。 Gesture detection。 Kalman filter。 Data fusion III 目 錄 1 研究背景與意義 1 兩輪自平衡車的關(guān)鍵技術(shù) 2 系統(tǒng)設(shè)計 2 數(shù)學(xué)建模 2 姿態(tài)檢測系統(tǒng) 2 控制算法 3 本文主要研究目標(biāo)與內(nèi)容 3 論文章節(jié)安排 3 5 控制系統(tǒng)要求分析 5 平衡控制原理分析 5 自平衡小車數(shù)學(xué)模型 6 兩輪自平衡小車受力分析 6 自平衡小車運(yùn)動微分方程 9 PID 控制器設(shè)計 10 PID 控制器原理 10 PID 控制器設(shè)計 11 姿態(tài)檢測系統(tǒng) 12 陀螺儀 12 加速度計 13 基于 卡爾曼 濾波的數(shù)據(jù)融合 1
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