基于DSP的兩輪自平衡小車的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、在日趨智能化的時(shí)代，科技將人類的生活方式不斷革新，作為一種新型載人載物工具，兩輪自平衡小車越來(lái)越頻繁地出現(xiàn)在日常生活中。除此之外，其具備的獨(dú)特性能，如結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈活性高、低噪聲、自重輕等，使其在資源勘探、安防巡邏、軍事偵察等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用前景。本文基于一階倒立擺的模型，采用先進(jìn)的嵌入式控制器作為控制核心，有刷直流電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)設(shè)備，加速度計(jì)和陀螺儀作為傳感器，設(shè)計(jì)并制作一臺(tái)可載人的兩輪自平衡小車。
　　本文首先通過(guò)對(duì)現(xiàn)有自平衡

2、小車的調(diào)察與研究，確立了以兩輪自平衡小車作為研究對(duì)象，并通過(guò)對(duì)一階倒立擺模型的深入學(xué)習(xí)，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)木€性化處理，最終得到了自平衡小車的控制模型。在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)時(shí)，針對(duì)已確立的控制對(duì)象，選用了更為合適的硬件方案和控制算法，以達(dá)到較好的設(shè)計(jì)效果。
　　其次，在系統(tǒng)控制平臺(tái)硬件設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮到平臺(tái)的通用性、可靠性、穩(wěn)定性等因素，選用DSP+ARM雙處理器作為系統(tǒng)的控制核心，不僅保證了平臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，同時(shí)也解決了傳感器與處理器之間

3、的速度差距問(wèn)題，減少了控制算法運(yùn)行時(shí)被中斷的幾率，從而便于更好地比較在同一平臺(tái)上不同控制算法的控制效果。在硬件設(shè)計(jì)上，充分考慮到功耗問(wèn)題，對(duì)功耗較大的器件和模塊做出合理的散熱處理，有效提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
　　最后，考慮到控制對(duì)象的特殊性，在對(duì)小車姿態(tài)檢測(cè)時(shí)，采用了加速度計(jì)和陀螺儀兩種不同類型的傳感器，將傳感器的輸出進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，最終得到有效的姿態(tài)數(shù)據(jù)；在對(duì)小車的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用無(wú)線傳輸方式發(fā)送到上位機(jī)，實(shí)