基于Cortex-M3 ARM的自由擺平衡控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文分析了測控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點，結(jié)合現(xiàn)代控制技術(shù)、微機(jī)技術(shù)以及以嵌入式ARM處理器為代表的微電子技術(shù)設(shè)計了自由擺平衡控制系統(tǒng)，闡述了系統(tǒng)設(shè)計要求、設(shè)計方案和實現(xiàn)方法?？紤]到步進(jìn)電機(jī)有定位精確、操作簡單等特點，伺服機(jī)構(gòu)采用步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件。
　　 系統(tǒng)主要由擺架框架、數(shù)據(jù)采集部分、主控板、驅(qū)動系統(tǒng)四大部分組成。本文詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)的軟硬件組成以及控制回路的工作原理。數(shù)據(jù)采集使用高精度低量程加速傾角傳感器；主控板以近年來迅速發(fā)

2、展的ARM Cortex-M3內(nèi)核處理器為控制核心；自由擺的運動為連續(xù)的控制過程，控制規(guī)律采用積分分離增量式PID控制算法。
　　 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計都采用了模塊化的設(shè)計思想。硬件方面詳細(xì)介紹了傳感器電路、信號調(diào)理電路、ARM最小系統(tǒng)電路、電機(jī)驅(qū)動電路以及系統(tǒng)擴(kuò)展所需的其它一些外圍電路的設(shè)計，軟件方面以硬件電路為基礎(chǔ)分別進(jìn)行了模塊化設(shè)計。為使測控系統(tǒng)控制更精確，在數(shù)據(jù)采集的過程中采用了非線性誤差校正以及數(shù)字濾波等數(shù)據(jù)處理方法。同時