基于CCD的自平衡小車(chē)的設(shè)計(jì).pdf

1、TheDesignofaSelfbalancingCarBasedonCCDADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanUniversityinPartialFulfillmentoftheRequriementsfortheDegreeofMasterofEngineering一一ByLiuXiulongSupervisor：ProfGuYuzongMay2014摘要兩輪自平衡小車(chē)是

2、一種利用動(dòng)態(tài)平衡原理為基礎(chǔ)的控制對(duì)象，它的原理主要是建立在一種被稱(chēng)為“動(dòng)態(tài)穩(wěn)定”的基本原理上，也就是車(chē)輛本身的自動(dòng)平衡能力。以?xún)?nèi)置的陀螺儀ENC03MB來(lái)采集兩輪車(chē)的角速度，加速度計(jì)MMA7361來(lái)采集兩輪車(chē)的角度，然后將角度融合得出兩輪車(chē)所處的姿勢(shì)狀態(tài)，透過(guò)精密且高速的中央微處理器MC9S12G128計(jì)算出適當(dāng)?shù)闹噶詈?，通過(guò)PWM模塊驅(qū)動(dòng)馬達(dá)來(lái)做到平衡的效果。隨著兩輪車(chē)車(chē)身的傾斜，微控制器可以隨心所欲地控制兩輪車(chē)的行駛速度及前進(jìn)方向。

3、由此開(kāi)發(fā)出來(lái)的智能平衡車(chē)“賽格威”不僅非常的輕巧、靈活、安全并且攜帶方便，而且極大地?cái)U(kuò)展視野，也帶給您不一般的駕駛體驗(yàn)。兩輪自平衡電動(dòng)車(chē)具有智能控制、運(yùn)動(dòng)靈活、節(jié)省能源、操作簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、轉(zhuǎn)彎半徑為0等優(yōu)點(diǎn)。因此把它運(yùn)用在狹小空間內(nèi)運(yùn)行，比如體育場(chǎng)館、大型公園及廣場(chǎng)、國(guó)際性會(huì)議或展覽場(chǎng)所、大型購(gòu)物中心、生態(tài)旅游風(fēng)景區(qū)、辦公大樓、城市中的生活住宅小區(qū)等各種室內(nèi)或室外場(chǎng)合中作為人們的中、短距離代步工具是非常合適的。本來(lái)因?yàn)閮奢嗆?chē)的兩輪結(jié)構(gòu)

4、，導(dǎo)致兩輪車(chē)的重心在上、支點(diǎn)在下，所以它本身為一個(gè)不穩(wěn)定系統(tǒng)。但是，我們可以利用倒立擺舊’的原理，通過(guò)微控制器來(lái)保證它的平衡。并且能夠在平衡的基礎(chǔ)上，按照我們的意思辦事。形象地說(shuō)，兩輪平衡車(chē)的工作原理就像人行走的過(guò)程。在人行走的過(guò)程當(dāng)中，如果人體的重心往前傾斜并要失去平衡的時(shí)候，人會(huì)通過(guò)自己的眼睛觀察到自己身體的傾斜，于是人就會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)來(lái)防止自己摔倒。反之，如果人體的重心往后傾斜，人體會(huì)做出相反地動(dòng)作來(lái)防止自己摔倒在地。因此，如果

5、將兩輪車(chē)的車(chē)輪比作是人的兩條腿，再加上可以測(cè)量小車(chē)的角速度和傾斜角度，最后通過(guò)微控制器的控制便可以實(shí)現(xiàn)車(chē)體自平衡的效果?！百惛裢弊云胶廛?chē)具有循環(huán)儲(chǔ)能設(shè)計(jì)，采用重心控制方式，剎車(chē)，停車(chē)都是靠檢測(cè)重心來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的摩擦剎車(chē)系統(tǒng)，因此減速過(guò)程中，動(dòng)能并沒(méi)有因?yàn)槟Σ赁D(zhuǎn)化為熱能而浪費(fèi)掉，而是又轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存到電池中。中國(guó)智能平衡車(chē)的出現(xiàn)，無(wú)疑是讓人們?cè)谠絹?lái)越擁堵的城市里，自由靈活的出行。CCD稱(chēng)為電荷耦合器件，也可以把它稱(chēng)之為CCD圖像