基于DSP的二輪小車-倒立擺系統(tǒng).pdf

1、該篇論文詳細(xì)介紹了一種自行研制的二輪小車倒立擺系統(tǒng)以及對(duì)這種倒立擺的多種方式的控制,并對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和控制方法進(jìn)行了相應(yīng)的比較、分析和總結(jié).全篇論文一共包含六個(gè)部分,從六個(gè)方面闡述了二輪小車倒立擺系統(tǒng)設(shè)計(jì)、加工、控制、分析的全過程的.首先引言部分說明了設(shè)計(jì)這種二輪小車倒立擺系統(tǒng)的動(dòng)機(jī)和目的,對(duì)這種二輪小車倒立擺系統(tǒng)的特性加以分析、介紹,并給出我們所希望達(dá)到的結(jié)果.然后從四個(gè)方面分別是機(jī)電系統(tǒng)、DSP控制板、軟件系統(tǒng)、數(shù)學(xué)模型建立對(duì)整個(gè)二輪

2、小車倒立擺系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行了具體仔細(xì)的介紹.在闡述二輪小車倒立擺的機(jī)電系統(tǒng)這一部分中,它包含構(gòu)建小車倒立擺的基本部件.它包括機(jī)械部分、信號(hào)采集系統(tǒng)、直流力矩電機(jī)、DSP控制器和電源五個(gè)部分,對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)部分我們給出了設(shè)計(jì)的圖紙和關(guān)鍵部件的主要尺寸.對(duì)于所用電子設(shè)備部分我們給出了元器件的型號(hào)、用途和主要的技術(shù)參數(shù).對(duì)于二輪小車倒立擺的DSP控制板,從設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)過程兩方面介紹了二輪小車倒立擺的DSP控制板的開發(fā).在給出設(shè)計(jì)內(nèi)容之前,對(duì)

3、開發(fā)軟件PROTEL99進(jìn)行了簡(jiǎn)要的概述.在DSP控制板的設(shè)計(jì)內(nèi)容中,我們根據(jù)所實(shí)現(xiàn)的功能將DSP控制板劃分成五個(gè)模塊(DSP最小系統(tǒng)及JTAG接口模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、采樣模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊、濾波和信號(hào)整形模塊)來加以說明.在介紹各個(gè)模塊時(shí),還給出了每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)原理和主要器件的性能參數(shù).在所構(gòu)建的硬件基礎(chǔ)上,我們從理論和實(shí)踐兩個(gè)方面介紹了軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì).首先對(duì)開發(fā)平臺(tái)CC2000的功能加以說明,再給出軟件系統(tǒng)的流程圖,并對(duì)軟件部分各個(gè)

4、程序模塊所實(shí)現(xiàn)的功能和作用進(jìn)行詳細(xì)的描述,尤其是對(duì)陀螺儀輸出信號(hào)的進(jìn)行數(shù)字濾波的程序模塊,從設(shè)計(jì)原理、參數(shù)確定、濾波仿真、結(jié)果分析等幾個(gè)方面加以詳盡描述.之后針對(duì)二輪小車倒立擺系統(tǒng),選用牛頓力學(xué)分析的方法進(jìn)行受力分析,再建立二輪小車倒立擺系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型,并且給出在平衡點(diǎn)附近領(lǐng)域線性化后的狀態(tài)空間方程和傳遞函數(shù),然后又進(jìn)行了離散化處理,建立離散數(shù)學(xué)模型,并運(yùn)用控制理論對(duì)系統(tǒng)的控制性能進(jìn)行了相關(guān)分析,提出了二輪小車倒立擺系統(tǒng)的控制策略: