【正文】 、獻(xiàn)身科學(xué)、嚴(yán)以律己、寬已待人的崇高品質(zhì)對(duì)學(xué)生將是永遠(yuǎn)的鞭策。2010[14] 楊繼志，郭敬河北 唐山：唐山學(xué)院兩輪自平衡小車控制研究2009年[10] 林輝，崔晶上海復(fù)旦光華信息科技股份有限公司基于STC單片機(jī)的電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)器開發(fā) 長(zhǎng)春：中國(guó)科學(xué)院Conclusions on motor control depend on the type of model used to represent the periphery2011年[3] 李勇，顧峰，趙國(guó)海，趙文龍廣西工學(xué)院由于受時(shí)間、作者水平及經(jīng)驗(yàn)不足和實(shí)際條件的限制，只對(duì)自平衡座椅電動(dòng)控制系統(tǒng)的基本功能進(jìn)行了研究與調(diào)試，許多功能還有待完善。這次設(shè)計(jì)我選用的是一款以前沒有接觸過的單片機(jī)，它的許多功能和規(guī)范和8051單片機(jī)不同，通過對(duì)其使用手冊(cè)的學(xué)習(xí)也鍛煉了我的自學(xué)能力和接受新事物的能力?！?，則在“存儲(chǔ)窗口”的“Address”后輸入“C:0x006Dwindows]即可打開。在程序運(yùn)行時(shí)，當(dāng)有FOR循環(huán)，如循環(huán)次數(shù)太多，可用這種方法改變它的當(dāng)前循環(huán)次數(shù)。F2變量的值也是可以手動(dòng)改的，同樣的方法，選要改的值，按F2，輸入想設(shè)的值即可。輸入變量的方法是，選中窗口中的“typeWatch輸入變量的方法是，選中窗口中的“type F2 to edit“，按F2，即可輸入，它后面就是該變量的值。取消斷點(diǎn)可用工具欄上“取消斷點(diǎn)”鍵。在遇到復(fù)雜程序時(shí)，可以設(shè)斷點(diǎn)。即P0、P2最后運(yùn)行的值?？梢岳霉ぞ邫谏系目旖萱I也可在[Debug]菜單中選擇。編譯通過后就進(jìn)行調(diào)試。編譯。打開工程[Project\Open Project]，在左窗口中單擊右鍵，選“Add files to Group “Source Gropu 1“。選[File\Save]，將其保存在剛建的工程下。在這里，我們選“否”，即不添加啟動(dòng)代碼。選[Project\NewSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。(3) 確定微分時(shí)間常數(shù)Td微分時(shí)間常數(shù)Td 一般不用設(shè)定，為0 即可，此時(shí)PID 調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換為PI 調(diào)節(jié)。輸入設(shè)定為系統(tǒng)允許輸出最大值的60％～70％，比例系數(shù)Kp 由0 開始逐漸增大，直至系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩；再反過來(lái)，從此時(shí)的比例系數(shù)Kp 逐漸減小，直至系統(tǒng)振蕩消失。a1=Kp(1+2Td/T)。D 的取值也與拖動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)有關(guān)：拖動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)較小時(shí)，微分時(shí)間應(yīng)短些；反之，拖動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)較大時(shí)， 微分時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)些。為此引入積分環(huán)節(jié) I ，其效果是，使經(jīng)過比例增益 P 放大后的差值信號(hào)在積分時(shí)間內(nèi)逐漸增大 ( 或減小 ) ，從而減緩其變化速度，防止振蕩。解決這一矛盾的方法就是事先將差值信號(hào)進(jìn)行放大。現(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。二是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗(yàn)，直接在控制系統(tǒng)的試驗(yàn)中進(jìn)行，且方法簡(jiǎn)單、易于掌握，在工程實(shí)際中被廣泛采用。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時(shí)間和微分時(shí)間的大小。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時(shí)，抑制誤差的作用就應(yīng)該是零。因此，比例+積分（PI）控制器，可以使系統(tǒng)在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后無(wú)穩(wěn)態(tài)誤差。對(duì)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如果在進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個(gè)控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡(jiǎn)稱有差系統(tǒng)（System with Steadystate Error）。比例控制是一種最簡(jiǎn)單的控制方式。當(dāng)被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，控制理論的其它技術(shù)難以采用時(shí)，系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試來(lái)確定，這時(shí)應(yīng)用PID控制技術(shù)最為方便。控制系統(tǒng)的性能可以用穩(wěn)、準(zhǔn)、快三個(gè)字來(lái)描述。如果沒有眼睛，就沒有了反饋回路，也就成了一個(gè)開環(huán)控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)（closedloop control system）是指被控對(duì)象的輸出（被控制量）會(huì)反送回來(lái)影響控制器的輸入，形成一個(gè)或多個(gè)閉環(huán)?？删幊炭刂破鳎≒LC) 是利用其閉環(huán)控制模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)PID控制，而可編程控制器（PLC）可以直接與ControlNet相連，如Rockwell的PLC5等。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳感器。自動(dòng)控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。其輸入e (t）與輸出u (t）的關(guān)系為u(t)=kp[e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt] 式中積分的上下限分別是0和t因此它的傳遞函數(shù)為：G(s)=U(s)/E(s)=kp[1+1/(TI*s)+TD*s]其中kp為比例系數(shù)； TI為積分時(shí)間常數(shù)； TD為微分時(shí)間常數(shù)。圖 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)流程圖 PID控制算法 PID控制算法概述這個(gè)理論和應(yīng)用自動(dòng)控制的關(guān)鍵是，做出正確的測(cè)量和比較后，如何才能更好地糾正系統(tǒng)。 鍵盤子程序流程圖 電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，就要對(duì)步進(jìn)電機(jī)定子的各相繞組以適當(dāng)?shù)臅r(shí)序進(jìn)行通電。 鍵盤子程序本課題設(shè)計(jì)有三個(gè)模式鍵，用來(lái)人為性的選擇座椅調(diào)節(jié)方式。流程圖下圖。流程圖如下。 A/D中斷服務(wù)子程序數(shù)據(jù)采集采用A/D中斷，每個(gè)端口采集5次進(jìn)行中值濾波。（5）對(duì)AUXR1 寄存器設(shè)置：AUXR1 寄存器中的ADRJ 位是A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器（ADC_RES,ADC_RESL）的數(shù)據(jù)格式調(diào)整控制位。這樣可以讓ADC 用較高的頻率工作， 提高A/D 的轉(zhuǎn)換速度；還可以讓CPU 用較低的頻率工作，降低系統(tǒng)的功耗。在A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束之前，不改變?nèi)魏蜪/O 口的狀態(tài)， 有利于高精度A/D 轉(zhuǎn)換。ADC_START位：ADC 模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換啟動(dòng)控制位，ADC_START =1 時(shí)， 開始轉(zhuǎn)換， 轉(zhuǎn)換結(jié)束后為ADC_START=0。 AD采樣程序設(shè)計(jì) 單片機(jī)高速AD轉(zhuǎn)換方法P1ASF[7:0] 其中P1ASF寄存器地址為：[9DH](不能夠進(jìn)行位尋址) = 1 = 1 = 1 = 1 = 1 = 1 = 1 = 1 = 1 = 1 = 1 = 1 = 1 = 1 模擬功能AD使用與A/D 轉(zhuǎn)換有關(guān)控制位的設(shè)置：（1） 對(duì)P1ASF 寄存器的設(shè)置：當(dāng)P1 口中的相應(yīng)位作為A/D 使用時(shí)， 需先將P1ASF 中的相應(yīng)位置“1” 則相應(yīng)的口設(shè)置為模擬功能。（2） A/D轉(zhuǎn)換初始化：A/D轉(zhuǎn)換允許中斷，當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換完成產(chǎn)生中斷，將10位A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果賦給定義的數(shù)組變量里，A/D轉(zhuǎn)換完成后進(jìn)行中值濾波處理。生成目標(biāo)代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高一般只比匯編程序生成的目標(biāo)代碼效率低10へ20%。且計(jì)算功能、邏輯判斷功能強(qiáng)大。數(shù)據(jù)類型豐富C語(yǔ)言的數(shù)據(jù)類型有：整型、實(shí)型、字符型、數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)體類型、共用體類型等。把高級(jí)語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)和語(yǔ)句與低級(jí)語(yǔ)言的實(shí)用性結(jié)合起來(lái)。C語(yǔ)言允許程序編寫者有較大的自由度，放寬了語(yǔ)法檢查。電機(jī)控制程序，控制輸出脈沖個(gè)數(shù)及輸出脈沖速度，從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度。,發(fā)光二極管陽(yáng)極接高電平，單片機(jī)IO口輸出低電平，驅(qū)動(dòng)其點(diǎn)亮。A；，在1．5g量程下為800 mV／g；；，防震能力強(qiáng)。性能描述:：，177。5% 到177。內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路,2路PWM,8路高速10位A/D轉(zhuǎn)換(250K/S ，即25萬(wàn)次/秒),針對(duì)電機(jī)控制，強(qiáng)干擾場(chǎng)合。CK(計(jì)時(shí)脈沖)、U/D(0:DOWN 1:UP)都接入單片機(jī)端口，A、B、C、D四管腳接入步進(jìn)電機(jī)。激勵(lì)方式判斷電路用于輸出檢測(cè)；而可逆環(huán)形計(jì)數(shù)器則用于產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)在選定的勵(lì)磁方式下的各相通斷時(shí)序信號(hào)。ＰＭＭ８７１３有兩種脈沖輸入法：雙脈沖輸入法和單脈沖輸入法。PMM8713是日本三洋電機(jī)公司生產(chǎn)的步進(jìn)電機(jī)脈沖分配器。并行控制。系統(tǒng)從CP脈沖控制線按電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的要求發(fā)出相應(yīng)周期間隔的脈沖，即可使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)。串行控制。四相步進(jìn)電機(jī)按照通電順序的不同，可分為單四拍、雙四拍、八拍三種工作方式。 電機(jī)開始時(shí)，SB接通電源，SA、SC、SD斷開，B相磁極和轉(zhuǎn)子0、3號(hào)齒對(duì)齊，同時(shí)，轉(zhuǎn)子的4號(hào)齒就和C、D相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒，5號(hào)齒就和D、A相繞組磁極產(chǎn)生錯(cuò)齒。/(50*4)=176。拍數(shù)：完成一個(gè)磁場(chǎng)周期性變化所需脈沖用n表示，或指電機(jī)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距角所需脈沖數(shù)，四相電機(jī)有四相四拍運(yùn)行方式即AB→BC→CD→DA→AB,四相八拍運(yùn)行方A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A。四相步進(jìn)電機(jī)工作原理：四相步進(jìn)電機(jī)采用單極性直流電源供電。步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度由輸入的電脈沖數(shù)確定，所以，也有人稱步進(jìn)電機(jī)為數(shù)字/角度轉(zhuǎn)換器。步進(jìn)電機(jī)不能直接接到工頻交流或直流電源上工作，而必須使用專用的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，它由脈沖發(fā)生控制單元、功率驅(qū)動(dòng)單元、保護(hù)單元等組成。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度前進(jìn)一步。通常電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)。在非超載的情況下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。電機(jī)控制程序，控制輸出脈沖個(gè)數(shù)及輸出脈沖速度，從而控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度和速度。 單片機(jī)使用STC12C5A60S2單片機(jī)，其兼容8051內(nèi)核單片機(jī)，是高速、低功耗、超強(qiáng)干擾的新一代8051單片機(jī)?！?常規(guī)可靠性設(shè)計(jì)。自主設(shè)計(jì)車輛自平衡座椅，含以下部分：● 典型51內(nèi)核的單片機(jī)系統(tǒng)軟件（推薦采用STC系列8051）。2009年,周惠興、趙建萍申請(qǐng)了兩輪自平衡電動(dòng)車實(shí)用新型專利。用永磁直流電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)左右兩輪。2004年,中國(guó)科技大學(xué)屠動(dòng)武、張培仁等研制出了兩輪自平衡代步車一Free Mover,它是一種兩輪左右布置于人體腳下且具有自平衡控制系統(tǒng)的電動(dòng)車,其結(jié)構(gòu)類似于Segway PT。Segway于2004年10月發(fā)布了自己的又一新作:一輛四輪電動(dòng)概念車半人馬號(hào)。身高只有50 cm,重約5 Kg的村田頑童應(yīng)用了陀螺傳感器和各種當(dāng)時(shí)的高科技產(chǎn)品,最終以完成停而不倒,在坡道上行駛和汽車通過S型平衡木等多項(xiàng)技能征服了世界人民的眼睛。它采用了當(dāng)時(shí)流行的紅外測(cè)距儀來(lái)反饋機(jī)器人的姿態(tài)信號(hào),通過差動(dòng)傳動(dòng)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)控制,并且設(shè)置了無(wú)線接口。國(guó)外對(duì)自平衡電動(dòng)車的研究始于二十世紀(jì)八十年代末,日本東京電信大學(xué)自動(dòng)化系的山藤一雄教授提出了一個(gè)類似于自平衡車的智能控制器的設(shè)計(jì)概念,并在1996年成功在日本申請(qǐng)了專利，隨著自平衡控制技術(shù)和自平衡電動(dòng)車的不斷發(fā)展,國(guó)內(nèi)外研究人員在最近二三十年間取得了一系列的科研成果。國(guó)內(nèi)對(duì)自平衡控制技術(shù)的研究幵始于上世紀(jì)九十年代,并且在本世紀(jì)初也取得了一些成績(jī)。 electric control。用單片機(jī)、加速傳感器、模擬數(shù)字電子技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)車輛轉(zhuǎn)彎行駛或者在顛簸的路上行駛時(shí)所產(chǎn)生的傾斜通過加速傳感器傳遞給單片機(jī)，由單片機(jī)控制電機(jī)并驅(qū)使座椅與地面保持在一個(gè)相對(duì)平衡的位置，同時(shí)可有36的坐姿按鍵來(lái)控制座椅橫向、縱向的四種角度調(diào)節(jié)，從而確保駕駛員的書舒適性和安全性。車輛自平衡座椅電動(dòng)控制系統(tǒng)——軟件部分摘要當(dāng)今社會(huì)，汽車已經(jīng)成為我們生活中不可缺少的交通工具。（ 月下旬前） VI. 在通過仿真軟調(diào)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試。 II. 了解掌握車輛自平衡座椅電動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制原理等。 III. 2路座椅自平衡調(diào)節(jié)電機(jī)控制算法。 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：車輛自平衡座椅電動(dòng)控制系統(tǒng)——軟件部分 系 別： 電子信息系 專 業(yè)： 通信工程 2013年5月西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：車輛自平衡座椅電動(dòng)控制系統(tǒng)——軟件部分 系 別： 電子信息系 專 業(yè)： 通信工程 2013年5月西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書院（系） 電信學(xué)院 專業(yè) 通信工程 班 090309 姓名 何家歡 學(xué)號(hào) 09030935 1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 車輛自平衡座椅電動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)——軟件部分 ： 自平衡減搖目前最常用且最成功的是船舶減搖鰭式減搖裝置，理論減搖效果可達(dá)90％以上。 II. 車輛座椅三自由度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)檢測(cè)及轉(zhuǎn)換（推薦采用MMA7260QT三軸加速度傳感器）。 （含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn)）： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作 12年 12 月 日起至 13年 月 日止 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)行地點(diǎn)： 未央校區(qū)教1A樓312室 作為畢業(yè)設(shè)計(jì)，應(yīng)完成以下工作： I. 熟練掌握專業(yè)電工、電子（模、數(shù)）技術(shù)。 V. 系統(tǒng)軟件通過計(jì)算機(jī)編輯、編譯。2 帶*項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選填。自平衡座椅可以彌補(bǔ)普通車輛座椅的不足，在汽車行駛過程中，通過系統(tǒng)電動(dòng)控制，使座椅自動(dòng)調(diào)整，確保駕駛員在任何時(shí)候都能與地面保持一個(gè)相對(duì)平衡的姿態(tài)。s Boo