【正文】 (LeftMotorSpeed 2) ) { SPEED_CONTROL_P = 30。 //獲取編碼器脈沖 PositionControlCount ++。 int LeftMotorOutput。 //const float float POSITION_CONTROL_P,POSITION_CONTROL_D,POSITION_CONTROL_I。 //SpeedControlOld = SpeedControlNew。 //RightMotorPulseSigma = 0。 POSITION_CONTROL_P = 12。 } if ((g_ucRight == 1)amp。(GravityAngle 60))) { LeftMotorOutput = 0 。 PWMDTY01 = nLeftVal + 120。 //讀取脈沖數(shù) PACNT = 0。246。247。216。在斷斷續(xù)續(xù)的將硬件做好之后，在調(diào)試軟件時我們一直采用的程序設(shè)計思路在我們攻克倒立平衡的穩(wěn)定性時，遇到了很大的挑戰(zhàn)，我們在這個程序思路上下了很多功夫，但是調(diào)整結(jié)果很不滿意。系統(tǒng)總體框圖如圖1所示，圖1 系統(tǒng)總體框圖 系統(tǒng)電路原理圖 見附件2 電機驅(qū)動模塊的電路設(shè)計 如圖2所示 圖2 電機驅(qū)動模塊的電路 程序功能描述根據(jù)題目要求，本系統(tǒng)程序的任務(wù)如下：對檢測擺桿位置的增量編碼器1的輸入信號進行計數(shù)和方向識別，根據(jù)擺桿的擺角發(fā)出PWM波，對電機進行控制，同時接受外部計數(shù)器對旋轉(zhuǎn)臂速度檢測反饋回來的信息，綜合兩個反饋，根據(jù)基于物理模型得到的電機控制電壓計算公式，控制電機使給擺桿一個加速度，不同的控制算法能夠?qū)崿F(xiàn)相應(yīng)的功能，如起振，圓周運動，倒立平衡等。要實現(xiàn)上述功能，我們首先只開啟擺桿的角度反饋，不給電機控制電壓，然后用手轉(zhuǎn)動擺桿，找到第一個Z相信號，并將之定在180的平衡位置上。在將自己制作的L298N電路連線調(diào)試之后，我們發(fā)現(xiàn)完全可以在程序要求的頻率下工作，雖然死區(qū)電壓有些不近人意，低速是電機會有抖動現(xiàn)象，但是總體來說，情況比較樂觀。方案二：采用增量式編碼器。 角度傳感器模塊的論證與選擇方案一：采用絕對值式旋轉(zhuǎn)編碼器。 電機驅(qū)動模塊的論證與選擇方案一：采用購買的L298N集成芯片，該集成電路帶散熱器和光電耦合器，可以保護單片機不受電機的影響，最大程度的保護單片機。為了解決這個問題，我們在擺桿處于自然下垂狀態(tài)擺桿處于0位時，我們在程序中在此刻增加一個很小的角度，使得即使在0位，也可以通過控制算法輸出一個小的控制量，來實現(xiàn)最初的起振?，F(xiàn)在加入了旋轉(zhuǎn)臂的速度反饋之后，就可以計算出了，可以只忽略最后一項，大大減小了誤差。綜上所述，本設(shè)計基本達到設(shè)計要求。X012X114X215X311Y01Y15Y22Y34INH6A10B9VEE7X13Y3U2CD4052R120kR220kR320kR420k+5GND1VIN+5ON/OFF3GND4FEEDBACK2OUTPUTLM2596191。U2+C1680UFD1IN5824L33u+C2220UF+12V214。+5V202。 0x04。 } void SetMotorVoltage(int nLeftVal) { if(nLeftValMOTOR_OUT_MAX) nLeftVal=MOTOR_OUT_MAX。amp。amp。(GravityAngle = 180))) LeftMotorOutput = LeftMotorOutput。//ＰＩＤ得到的是角度控制量，加減速由車身的前傾角度決定 } void SpeedControl(void) { float fP,fI,fD。 //} fP = SPEED_CONTROL_P*(RightMotorSpeedErr2 RightMotorSpeedErr1)。 fvalue = PositionControlNew PositionControlOld。 float LeftMotorSpeed,LeftMotorSpeedOld。) { //if(PORTB_PB1 == 1) // EnableInterrupts。 LeftMotorPulse = 360。 RightMotorSpeedGoal1 = 20。 PositionControl()。 float AngleSpeed。 float K=650。 LeftMotorSpeed = LeftMotorPulseSigma。 RightMotorSpeedErr2 = RightMotorSpeedGoal RightMotorSpeed。 //if(GravityAngle 180) fP = POSITION_CONTROL_P*tancode[GravityAngle 180]。amp。 } if ((LeftMotorSpeed = 0)amp。 } } void MotorOutput(void) { //計算最終給定的PWM占空比 //int LeftMotorOutput。 PTJ=PTJamp。187。200。209。在這比賽的最后，要感謝學(xué)校和學(xué)院老師的給力的后勤工作，使我們能夠在不被煩擾的情況下，用最充足的時間完成比賽。相互功能之間沒有干擾。而Z相信號的標定可以彌補這個誤差。而且中空碳纖維擺桿，是比較理想的擺桿模型。綜合考慮以上兩種方案，選擇方案二，采用增量式編碼器?？刂品绞讲捎肞ID控制，比例環(huán)節(jié)進行快速響應(yīng)，積分環(huán)節(jié)實現(xiàn)無靜差，微分環(huán)節(jié)減小超調(diào)，加快動態(tài)響應(yīng)。方案三：采用帶速度閉環(huán)的直流電機?；谝陨系某绦蛟O(shè)計，結(jié)合分析了直流電機的物理模型之后，經(jīng)過了一系列簡化計算，我們認為電機的加速度幾乎正比于控制電機的電壓，電壓大小可以通過單片機輸出的PWM波的占空比的改變而改變的。但是經(jīng)過實際的實驗之后，我們發(fā)現(xiàn)，用PD調(diào)節(jié)來控制電壓信號，可以使擺桿處于倒立平衡狀態(tài)，但是相當不穩(wěn)定，還經(jīng)常出現(xiàn)電機高速旋轉(zhuǎn)的情況。測試次數(shù)12345678能否保持能能能能能能能否恢復(fù)時間（s）23433454測試功能六：在擺桿保持倒立狀態(tài)的前提下，旋轉(zhuǎn)臂做圓周運動，并盡快使單方向轉(zhuǎn)過角度達到或超過360度。170。163。228。 leftdir = PORTB amp。 else RightMotorSpeed = (int)nRightPulse。(LeftMotorSpeedOld 0)) { g_ucRight = 1。amp。amp。 //fI1 += POSITION_CONTROL_I*PositionErr。 } //if(g_ucBegin == 0) { //SPEED_CONTROL_P = 0。delay_cnum。 //float PositionControlNew,P